Wissenschaftler haben einen Weg gefunden, über die Erdatmosphäre - und den alten kosmischen Staub - hinauszuschauen und Galaxien zu erblicken, die in den ersten 5 Milliarden Jahren des Universums entstanden sind.
Eine neue Studie, die heute in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde, enthüllt erstmals Nachrichten aus sternbildenden Regionen in der Nähe und in der Ferne - darunter einige von den Rändern des Universums, die aufgrund der Expansion des Universums am schnellsten von uns wegrennen.
Die Ergebnisse klären auch die Quellen des Ferninfrarot-Hintergrunds auf, der lange Zeit geheimnisvoll war.
Die Entdeckungen stammen aus dem vom Ballon getragenen Submillimeter-Teleskop mit großer Apertur (BLAST), das 2006 36.576 Meter über der Antarktis schwebte.
Das BLAST-Team entschied sich für die Kartierung einer bestimmten Himmelsregion namens Great Observatories Origins Deep Survey-South (GOODS-South), die von den drei „großen Observatorien“ der NASA - den Hubble-, Spitzer- und Chandra-Weltraumteleskopen - bei anderen Wellenlängen untersucht wurde . In einem epischen 11-tägigen Ballonflug fand BLAST mehr als das Zehnfache der Gesamtzahl der in einem Jahrzehnt bodengestützter Beobachtungen entdeckten Starburst-Galaxien im Submillimeterbereich.
"Wir haben alles gemessen, von Tausenden kleiner Wolken in unserer eigenen Galaxie, die sich in Sternentstehung befinden, bis zu Galaxien im Universum, als es nur ein Viertel seines heutigen Alters war", sagte der Hauptautor Mark Devlin von der University of Pennsylvania.
In den 1980er und 1990er Jahren wurde festgestellt, dass bestimmte Galaxien, die als Ultraluminous InfraRed Galaxies bezeichnet werden, hunderte Male mehr Sterne gebären als unsere eigenen lokalen Galaxien. Es wurde angenommen, dass diese „Starburst“ -Galaxien, die 7 bis 10 Milliarden Lichtjahre entfernt sind, den vom COBE-Satelliten entdeckten Ferninfrarot-Hintergrund bilden. Seit der ersten Messung dieser Hintergrundstrahlung haben Experimente mit höherer Auflösung versucht, die einzelnen Galaxien zu erfassen, aus denen sie besteht.
Die BLAST-Studie kombiniert Teleskopvermessungsmessungen bei Wellenlängen unter 1 Millimeter mit Daten bei viel kürzeren Infrarotwellenlängen vom Spitzer-Weltraumteleskop. Die Ergebnisse bestätigen, dass der gesamte Ferninfrarot-Hintergrund von einzelnen entfernten Galaxien stammt, was im Wesentlichen eine zehn Jahre alte Frage nach dem Ursprung der Strahlung löst.
Die Sternentstehung findet in Wolken statt, die aus Wasserstoffgas und einer kleinen Menge Staub bestehen. Der Staub absorbiert das Sternenlicht von jungen, heißen Sternen und erwärmt die Wolken auf ungefähr 30 Grad über dem absoluten Nullpunkt (oder 30 Kelvin). Das Licht wird bei viel längeren Infrarot- und Submillimeterwellenlängen wieder emittiert.
So sind bis zu 50 Prozent der Lichtenergie des Universums Infrarotlicht von jungen, sich bildenden Galaxien. Tatsächlich gibt es im Ferninfrarot-Hintergrund genauso viel Energie wie im gesamten optischen Licht, das von Sternen und Galaxien im Universum emittiert wird. Den bekannten optischen Bildern des Nachthimmels fehlt die Hälfte des Bildes, das die kosmische Geschichte der Sternentstehung beschreibt, sagen die Autoren.
"BLAST hat uns eine neue Sicht auf das Universum gegeben", sagte Barth Netterfield von der University of Toronto, dem kanadischen Hauptforscher für BLAST. "Damit kann das BLAST-Team Entdeckungen in Themen machen, die von der Sternentstehung bis zur Entwicklung der Ferne reichen." Galaxien. "
In einer Begleitung Nachrichten & Ansichten Der Autor Ian Smail, ein Computerkosmologe von der Durham University in Großbritannien, schrieb: „Die Implikation dieser Beobachtungen ist, dass die aktive Wachstumsphase der meisten Galaxien, die heute gesehen werden, weit hinter ihnen liegt - sie sinken in ihr Äquivalent zur Mitte Alter."
Er wies auch darauf hin, dass Studien über diese extremen sternbildenden Ereignisse im frühen Universum durch drei wichtige Fortschritte unterstützt werden, die im nächsten Jahr oder so fällig werden: die Submillimeter-Kamera am Herschel-Weltraumobservatorium der ESA / NASA; die Entwicklung großformatiger Detektoren, die bei Wellenlängen im Submillimeterbereich arbeiten, einschließlich eines am James Clerk Maxwell-Teleskop montierten; und die erste Phase des Atacama Large Millimeter Array (ALMA).
"Solche Beobachtungen werden es Astronomen ermöglichen, die Verteilung der Gas- und Sternentstehung in diesen frühen Galaxien zu untersuchen", schrieb Smail, "was wiederum dazu beitragen wird, den physikalischen Prozess zu identifizieren, der diese ultraluminösen Ausbrüche der Sternentstehung auslöst, und ihre Rolle bei der Bildung von die Galaxien, die wir im Space Magazine sehen. “
LEAD IMAGE CAPTION: Das BLAST-Teleskop kurz vor dem Start in der Antarktis. BLAST steht im Vordergrund, neben dem 28 Millionen Kubikfuß großen Ballon, im Hintergrund der Vulkan Mount Erebus. Bildnachweis: Mark Halpern
Quelle: Nature und eine Pressemitteilung der University of Pennsylvania (noch nicht online). Bilder, Fotos, Himmelskarten und die vollständige Studie sind auf der BLAST-Website verfügbar.
