Des observations approfondies faites avec le spectrographe MUSE sur le Very Large Telescope de l'ESO ont mis au jour de vastes réservoirs cosmiques d'hydrogène atomique entourant des galaxies lointaines. La sensibilité exquise de MUSE a permis d'observer directement de faibles nuages ​​​​d'hydrogène brillant avec une émission Lyman-alpha dans l'Univers primitif, révélant que presque tout le ciel nocturne est invisiblement illuminé.

Une abondance inattendue d'émission Lyman-alpha dans la région du champ ultra-profond de Hubble (HUDF) a été découverte par une équipe internationale d'astronomes utilisant l'instrument MUSE sur le Very Large Telescope (VLT) de l'ESO. L'émission découverte couvre la quasi-totalité du champ de vision. l'équipe d'extrapoler que presque tout le ciel brille de manière invisible avec l'émission Lyman-alpha du début de l'Univers.

Les astronomes sont depuis longtemps habitués à ce que le ciel soit très différent à différentes longueurs d'onde, mais l'étendue de l'émission Lyman-alpha observée était encore surprenante. "Réaliser que tout le ciel brille en optique lors de l'observation de l'émission Lyman-alpha à partir de nuages ​​d'hydrogène distants était une surprise littéralement révélatrice, " a expliqué Kasper Borello Schmidt, membre de l'équipe d'astronomes à l'origine de ce résultat.

"C'est une belle découverte !" membre de l'équipe ajouté Themiya Nanayakkara. "La prochaine fois que vous regardez le ciel nocturne sans lune et que vous voyez les étoiles, imaginez la lueur invisible de l'hydrogène :le premier élément constitutif de l'univers, illuminant tout le ciel nocturne."

La région HUDF que l'équipe a observée est une zone par ailleurs banale dans la constellation de Fornax (la Fournaise), qui a été cartographié par le télescope spatial NASA/ESA Hubble en 2004, quand Hubble a passé plus de 270 heures de précieux temps d'observation à regarder plus profondément que jamais dans cette région de l'espace.

Les observations HUDF ont révélé des milliers de galaxies dispersées à travers ce qui semblait être une tache sombre du ciel, nous donnant une vue humiliante de l'échelle de l'Univers. Maintenant, les capacités exceptionnelles de MUSE nous ont permis d'aller encore plus loin. La détection de l'émission Lyman-alpha dans le HUDF est la première fois que les astronomes ont pu voir cette faible émission des enveloppes gazeuses des premières galaxies. Cette image composite montre le rayonnement Lyman-alpha en bleu superposé à l'image emblématique HUDF.

MUSE, l'instrument derrière ces dernières observations, est un spectrographe de champ intégral de pointe installé sur le télescope de l'unité 4 du VLT à l'observatoire de Paranal de l'ESO. Quand MUSE observe le ciel, il voit la distribution des longueurs d'onde dans la lumière frappant chaque pixel de son détecteur. L'examen du spectre complet de la lumière des objets astronomiques nous donne un aperçu approfondi des processus astrophysiques qui se produisent dans l'Univers.

"Avec ces observations MUSE, nous obtenons une vue complètement nouvelle sur les « cocons » de gaz diffus qui entourent les galaxies dans l'Univers primitif, " a commenté Philipp Richter, un autre membre de l'équipe.

L'équipe internationale d'astronomes qui a effectué ces observations a provisoirement identifié la cause de l'émission de Lyman-alpha par ces lointains nuages ​​d'hydrogène, mais la cause précise reste un mystère. Cependant, comme cette faible lueur omniprésente est considérée comme omniprésente dans le ciel nocturne, les recherches futures devraient faire la lumière sur son origine.

"À l'avenir, nous prévoyons de faire des mesures encore plus sensibles, " a conclu Lutz Wisotzki, chef d'équipe. "Nous voulons découvrir les détails de la distribution de ces vastes réservoirs cosmiques d'hydrogène atomique dans l'espace."