Forskere har funnet en måte å se forbi jordas atmosfære - og eldgammelt kosmisk støv - for å skimte galakser som ble dannet i de første 5 milliarder årene av universet.
En ny studie, som ble utgitt i dag i tidsskriftet Nature, avslører nyheter fra stjernedannende regioner noensinne og fjernt - inkludert noen fra kantene av universet, som løper raskest fra oss på grunn av universets utvidelse.
Funnene rydder også opp kildene til Far Infrared Background, som lenge er innhyllet i mystikk.
Funnene kommer fra det ballongbårne Large Aperture Submillimetre Telescope (BLAST), som fløt 36.000 fot (36.576 meter) over Antarktis i 2006.
BLAST-teamet valgte å kartlegge en bestemt region på himmelen kalt Great Observatories Origins Deep Survey – South (GOODS-South), som ble studert på andre bølgelengder av NASAs tre “store observatorier” - romteleskopene Hubble, Spitzer og Chandra . I en episk 11-dagers ballongflukt fant BLAST mer enn ti ganger det totale antallet submillimeterstjernegalakser oppdaget i et tiår med bakkebaserte observasjoner.
"Vi målte alt, fra tusenvis av små skyer i vår egen galakse som gjennomgikk stjernedannelse til galakser i Universet da det bare var en fjerdedel av sin nåværende alder," sa hovedforfatter Mark Devlin fra University of Pennsylvania.
På 1980- og 1990-tallet ble det funnet visse galakser kalt Ultraluminous InfraRed Galaxies hundre ganger flere stjerner enn våre egne lokale galakser. Disse "starburst" -galakser, 7-10 milliarder lysår unna, ble antatt å utgjøre Far Infrared Background oppdaget av COBE-satellitten. Siden den første målingen av denne bakgrunnsstrålingen, har eksperimenter med høyere oppløsning forsøkt å oppdage de enkelte galakser som utgjør den.
BLAST-studien kombinerer målinger av teleskopundersøkelser i bølgelengder under 1 millimeter med data med mye kortere infrarøde bølgelengder fra Spitzer romteleskop. Resultatene bekrefter at all Far Infrared Background kommer fra individuelle fjerne galakser, og løser i hovedsak et tiår gammelt spørsmål om strålingens opprinnelse.
Stjernedannelse finner sted i skyer sammensatt av hydrogengass og en liten mengde støv. Støvet tar opp stjernelyset fra unge, varme stjerner, og oppvarmer skyene til omtrent 30 grader over absolutt null (eller 30 Kelvin). Lyset sendes ut igjen på mye lengre infrarøde og submillimeterbølgelengder.
Så mye som 50 prosent av universets lysenergi er infrarødt lys fra unge, dannende galakser. Det er faktisk like mye energi i Far Infrared Background som det er i det totale optiske lyset som sendes ut av stjerner og galakser i universet. Kjente optiske bilder av nattehimmelen mangler halvparten av bildet som beskriver den kosmiske historien til stjernedannelse, sier forfatterne.
"BLAST har gitt oss et nytt syn på universet," sa Barth Netterfield fra University of Toronto, den kanadiske hovedetterforskeren for BLAST, "slik at BLAST-teamet kunne gjøre funn i temaer som spenner fra stjernedannelse til evolusjon av fjerne galakser.”
I en tilhørende Nyheter og synspunkter forfatteren Ian Smail, en beregningskosmolog fra Durham University i Storbritannia, skrev at "implikasjonene av disse observasjonene er at den aktive vekstfasen for de fleste galakser som sees i dag ligger godt bak dem - de synker ned til sin ekvivalent av midten alder."
Han påpekte også at studier av disse ekstreme stjernedannende hendelsene i det tidlige universet vil bli hjulpet av tre store fremskritt på grunn av det neste året eller så: submillimeterkameraet på ESA / NASA Herschel Space Observatory; utvikling av detektorer i storformat som arbeider med bølgelengder på submillimeter, inkludert en montert på James Clerk Maxwell Telescope; og den første fasen av Atacama Large Millimeter Array (ALMA).
"Slike observasjoner vil tillate astronomer å studere fordelingen av gass og stjernedannelse i disse tidlige galaksene," skrev Smail, "som igjen vil bidra til å identifisere den fysiske prosessen som utløser disse ultraluminøse utbruddene av stjernedannelse og deres rolle i dannelsen av galaksene vi ser i Space Magazine. ”
LED BILDEKAPING: BLAST-teleskopet rett før lansering i Antarktis. BLAST er i forgrunnen, ved siden av 28 millioner kubikkmeter ballong, i bakgrunnen er vulkanen Mount Erebus. Kreditt: Mark Halpern
Kilde: Nature and a University of Pennsylvania pressemelding (ennå ikke online). Bilder, fotografier, himmelkart og den komplette studien er tilgjengelig på BLAST-nettstedet.
