Das Spitzer-Weltraumteleskop hat in der Zeit zurückgeschaut, um zu sehen, was Wissenschaftler als „schwaches, klumpiges Leuchten“ bezeichneten, das von den allerersten Objekten im Universum abgegeben wurde, und diese alten Objekte lieferten offensichtlich einige frühe kosmische Feuerwerke. Während sie zu schwach und zu weit entfernt sind, um herauszufinden, was die einzelnen Objekte sind - es können massive Sterne oder unersättliche Schwarze Löcher sein -, hat Spitzer das scheinbar kollektive Muster ihres Infrarotlichts eingefangen und enthüllt, dass diese ersten Objekte zahlreich und wütend verbrannt waren kosmischer Brennstoff.
"Diese Objekte wären unglaublich hell gewesen", sagte Alexander "Sasha" Kashlinsky vom Goddard Space Flight Center, Hauptautor eines neuen Papiers im Astrophysical Journal. "Wir können mysteriöse Quellen für dieses Licht, das aus unserem nahe gelegenen Universum kommen könnte, noch nicht direkt ausschließen, aber es wird jetzt immer wahrscheinlicher, dass wir einen Blick auf eine alte Epoche erhaschen." Spitzer legt eine Roadmap für das kommende James Webb-Teleskop der NASA fest, die uns genau sagt, was und wo diese ersten Objekte waren. “
Dies ist nicht das erste Mal, dass Astronomen Spitzer verwenden, um nach den allerersten Sternen und Schwarzen Löchern zu suchen. 2005 sahen sie Hinweise auf dieses entfernte Lichtmuster, das als kosmischer Infrarot-Hintergrund bekannt ist, und 2007 erneut mit größerer Präzision Jetzt befindet sich Spitzer in der erweiterten Phase seiner Mission, in der er eingehendere Studien zu bestimmten Stellen des Himmels durchführt. Kashlinsky und seine Kollegen verwendeten Spitzer, um jeweils mehr als 400 Stunden lang zwei Himmelsflecken zu betrachten.
Das Team subtrahierte dann sorgfältig alle bekannten Sterne und Galaxien in den Bildern. Anstatt einen schwarzen, leeren Fleck Himmel zu haben, fanden sie schwache Lichtmuster mit mehreren verräterischen Eigenschaften des kosmischen Infrarot-Hintergrunds. Die Klumpen in dem beobachteten Muster stimmen mit der Art und Weise überein, wie angenommen wird, dass die sehr entfernten Objekte zusammengeballt sind.
Kashlinsky vergleicht die Beobachtungen mit der Suche nach einem Feuerwerk vom 4. Juli in New York City aus Los Angeles. Zuerst müssten Sie alle Vordergrundlichter zwischen den beiden Städten sowie die lodernden Lichter von New York City selbst entfernen. Sie würden letztendlich eine unscharfe Karte darüber erhalten, wie die Feuerwerke verteilt sind, aber sie wären immer noch zu weit entfernt, um sie einzeln zu erkennen.
"Wir können Hinweise aus dem Licht des ersten Feuerwerks des Universums gewinnen", sagte Kashlinsky. "Dies lehrt uns, dass die Quellen oder die" Funken "ihren Kernbrennstoff intensiv verbrennen."
Das Universum entstand vor ungefähr 13,7 Milliarden Jahren in einem feurigen, explosiven Urknall. Mit der Zeit kühlte es ab und etwa 500 Millionen Jahre später nahmen die ersten Sterne, Galaxien und Schwarzen Löcher Gestalt an. Astronomen sagen, dass ein Teil dieses „ersten Lichts“ Milliarden von Jahren zurückgelegt haben könnte, um das Spitzer-Weltraumteleskop zu erreichen. Das Licht wäre bei sichtbaren oder sogar ultravioletten Wellenlängen entstanden und hätte sich dann aufgrund der Expansion des Universums auf die längeren, von Spitzer beobachteten Infrarotwellenlängen ausgedehnt.
Die neue Studie verbessert frühere Beobachtungen, indem dieser kosmische Infrarot-Hintergrund auf Skalen gemessen wird, die zwei Vollmonden entsprechen - deutlich größer als zuvor. Stellen Sie sich vor, Sie versuchen, ein Geräuschmuster in einem altmodischen Fernseher zu finden, indem Sie nur ein kleines Stück des Bildschirms betrachten. Es wäre schwer sicher zu wissen, ob ein vermutetes Muster real war. Wenn Sie einen größeren Bereich des Bildschirms betrachten, können Sie sowohl kleine als auch große Muster auflösen und Ihren anfänglichen Verdacht weiter bestätigen.
Ebenso haben Astronomen, die Spitzer verwenden, die Menge des untersuchten Himmels erhöht, um genauere Beweise für den kosmischen Infrarothintergrund zu erhalten. Die Forscher planen, in Zukunft mehr Himmelsflecken zu erforschen, um mehr Hinweise zu sammeln, die im Licht dieser alten Ära verborgen sind.
"Dies ist einer der Gründe, warum wir das James Webb-Weltraumteleskop bauen", sagte Glenn Wahlgren, Spitzer-Programmwissenschaftler am NASA-Hauptsitz in Washington. "Spitzer gibt uns verlockende Hinweise, aber James Webb wird uns erzählen, was wirklich in der Zeit liegt, in der sich die Sterne zum ersten Mal entzündeten."
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Quelle: NASA
