>
>
Een team van Leidse astronomen en internationale collegas hebben de diepste en meest gevoelige fotos genomen die ooit zijn gemaakt van de hemel in het infrarood. Daarvoor observeerde de Very Large Telescope van de European Southern Observatory (ESO) in Chili meer dan 100 uur lang een speciale plek aan de hemel, de zogenaamde Hubble Deep Field South (HDF-S). Zo werden vele sterrenstelsels ontdekt die voorheen niet of nauwelijks zichtbaar waren. Het team steekt daarmee de Hubble Ruimtetelescoop van NASA de loef af en werpt nieuw licht op het ontstaan van de eerste sterrenstelsels in het heelal.
Team-leider Marijn Franx van de Universiteit Leiden: 'Deze resultaten laten zien dat diepe infrarood waarnemingen essentieel zijn om een natuurgetrouw beeld te krijgen van de vroegste fase van het heelal.' De HDF-S - een gebiedje dat op het oog honderd keer zo klein is als de volle maan - werd in 1998 speciaal geselecteerd omdat het schijnbaar leeg was, dus zonder heldere sterren of sterrenstelsels. Een opname door de Hubble Ruimtetelescoop met een extreem lange belichtingstijd (in totaal een week) onthulde toen honderden sterrenstelsels op miljarden lichtjaren afstand. Afgezien van de tegenhanger uit 1995, de Hubble Deep Field North (HDF-N), was tot dan toe nog nooit zo diep het heelal in gekeken.
De Leidse astronomen zijn nu echter met collega's uit Duitsland en de Verenigde Staten veel dieper in de HDF-S doorgedrongen en hebben sterrenstelsels geïdentificeerd die bij vorige observaties merendeels verborgen bleven. Veel van deze sterrenstelsels staan op zo'n grote afstand dat hun licht meer dan 12 miljard jaar nodig heeft gehad om de aarde te bereiken. We zien ze dus in een prille ontwikkelingsfase, minder dan 2 miljard jaar na de Oerknal waaruit het heelal is ontstaan. Desondanks lijken sommige exemplaren al verrassend veel op 'volwassen' sterrenstelsels zoals ons eigen Melkwegstelsel, wat niet makkelijk te verklaren is in gangbare modellen van de vorming van sterrenstelsels. De waarnemingen zijn verricht in het infrarood. Deze zogeheten 'warmtestraling' kunnen we niet zien, maar wel voelen (mits de bron sterk genoeg is, bijvoorbeeld een straalkacheltje). De warmtestraling van sterren aan de rand van het heelal is echter zelfs met de beste instrumenten nog maar net detecteerbaar. Franx: 'Zonder de unieke combinatie van de speciale ISAAC camera en de 8,2 meter telescoop van de VLT hadden deze waarnemingen nooit verricht kunnen worden.'
| Figuur 1 | Figuur 2 |
|
>
|
>
|
Om de uiteindelijke kleuren-opname (zie figuur 1 en 2) te verkrijgen, was meer dan 100 uur telescoop-tijd nodig onder de best mogelijke weersomstandigheden, verspreid over een jaar. Het gebruik van een infrarood camera was essentieel, omdat de uitdijing van het heelal het licht van de allerverste sterrenstelsels 'oprekt' naar langere golflengtes. Zichtbaar licht, uitgezonden door sterren op 12 miljard lichtjaar afstand, wordt door ons op aarde dus als nabij-infrarood licht (golflengte 0,001 - 0,002 millimeter) waargenomen. Dat is ook de voornaamste reden dat de Hubble Ruimte-telescoop destijds deze populatie primordiale sterrenstelsels gemist heeft. Franx: 'We zien nu eindelijk sterrenstelsels zoals onze eigen Melkweg, als het ware door de ogen van iemand die 12 miljard jaar geleden leefde.'
Promovendus Ivo Labbé heeft de gegevens verwerkt tot de fotos die nu worden gepresenteerd: 'Omdat de waarnemingen zo lang duurden, zijn we niet zelf naar de telescoop gegaan. De afzonderlijke opnames zijn ons elke nacht toegestuurd via het internet, en in Leiden hebben we ze verwerkt tot deze ultra-diepe fotos.' (figuur 2)
| Figuur 3 | Figuur 4a | Figuur 4b |
|
|
|
Een uitvergroting van de foto laat de sterrenstelsels in meer detail
zien (figuur 3). Het is opvallend dat een groot
aantal zeer rode stelsels te zien zijn. Die stelsels zijn nog beter
te zien in figuur 4. Sommige van deze rode stelsels
zijn ook nog eens bijzonder groot. Dergelijke stelsels
zijn nog nooit eerder gevonden. Het formaat
van de stelsels is praktisch hetzelfde als die van ons eigen
Melkwegstelsel, of onze naaste buur, het Andromeda stelsel. Ter
vergelijking is in figuur 4c ook een simulatie gemaakt hoe het
Andromeda stelsel er uit zou zien op dezelfde afstand.
| Figuur 4c |
|
Het onderzoek van Franx en z'n collega's maakt deel uit van een veel omvangrijker research-programma op dat gebied, FIRES (Faint Infrared Extragalactic Survey).
Het volledige wetenschappelijke artikel over dit onderzoek ( "Ultradeep Near-Infrared ISAAC Observations of the Hubble Deep Field South: Observations, Reduction, Multicolor Catalog, and Photometric Redshifts" by Ivo Labbé et al.) zal binnenkort verschijnen in het vakblad 'Astronomical Journal'.
Dit onderzoek werd mogelijk gemaakt dankzij de ondersteuning van NWO (email)
[1]Dit persbericht werd uitgegeven in samenwerking met de persdienst van ESO, zie ook http://www.eso.org/outreach/press-rel/pr-2002/pr-23-02.html.
[2]Het FIRES team bestaat uit: Ivo Labbé, Marijn Franx, Natascha M. Förster Schreiber, Paul van der Werf, Huub Röttgering, Lottie van Starkenburg, Arjen van de Wel and Konrad Kuijken (Sterrewacht Leiden, Nederland), Gregory Rudnick (Max-Planck-Institut für Astrophysik, Garching, Duitsland), Hans-Walter Rix (Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Germany), Alan Moorwood and Emanuele Daddi (ESO, Garching, Duitsland) and Pieter G. van Dokkum (California Institute of Technology, Pasadena, VS).
[3]De figuren zijn beschikbaar in JPEG en TIFF formaat, zie ook http://www.strw.leidenuniv.nl/~fires/pers0212/figuren.html. Voor andere afbeeldingsformaten kunt U contact opnemen via de onderstaande adressen.
[4]
Algemene informatie over Deep Field Opnames: http://www.astronomy.nl/tour/2/2c.html <
Technische informatie over de VLT: http://www.eso.org/projects/vlt/
Technische informatie over ISAAC:http://www.eso.org/instruments/isaac/
Marijn Franx
Sterrewacht Leiden
Telefoon: 071-527-5870
email: franx@strw.leidenuniv.nl
Ivo Labbé
Sterrewacht Leiden
Telefoon: 071-527-5805
email: ivo@strw.leidenuniv.nl