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Kosmologie: Kosmisches Glühen und verstreute Sterne

Beobachtungen sollten den Ursprung eines schwachen, extragalaktischen Hintergrundleuchtens erklären. Die Ergebnisse des Experiments CIBER sprechen nun dafür, dass eine riesige Zahl von verstreuten Sternen außerhalb der Galaxien für das Licht verantwortlich sein könnte.
Galaxienhaufen Abell 2744Laden...

Mit Hilfe des Cosmic Infrared Background Experiment (CIBER) untersuchten Forscher um Michael Zemcov vom California Institute of Technology das so genannte extragalaktische Hintergrundlicht. Das Leuchten ist diffus, geht offenbar von keinen bekannten Quellen aus und trägt zum Hintergrundrauschen bei. Seit seiner Entdeckung mit dem Weltraumteleskop Spitzer spekulierten Forscher über dessen Herkunft. Im Gespräch waren weit entfernte und leuchtschwache Galaxien sowie Strahlung von Schwarzen Löchern aus der Frühzeit des Universums. Ein weiteres Erklärungsmodell zog verstreute Sterne in Betracht, die durch miteinander wechselwirkenden Galaxien oder auch Verschmelzungen von Sterneninseln aus ihren Systemen herausgeschleudert worden waren. Die Forscher untersuchten nun Beobachtungsdaten, die bei zwei Flügen mit Höhenforschungsraketen in den Jahren 2010 und 2012 aufgezeichnet wurden.

Messdaten des CIBER-ExperimentsLaden...
CIBER-Messungen | Die Messungen mit dem Experiment CIBER bei Wellenlängen im nahen Infrarot sollten dazu beitragen, den Ursprung des extragalaktischen Hintergrundleuchtens zu klären. Die Daten (gelbe Punkte mit Fehlerbalken) sprechen eher für die Theorie der verstreuten Sterne (blaue Modellkurve) als für das Licht von Galaxien aus dem jungen Universum (rote Modellkurve).

Die räumliche Verteilung und insbesondere die spektralen Eigenschaften des Hintergrundleuchtens im nahen Infrarot sollten hierbei zur Klärung beitragen, denn bei den Beobachtungen im Wellenlängenbereich zwischen 1,1 und 1,6 Mikrometern sollte eine Unterscheidung zwischen den rotverschobenen Quellen aus dem frühen Universum und den einzelnen Sternen möglich sein. Da das Leuchten jedoch nur schwach ist, war eine aufwändige Bearbeitung der Daten bezüglich möglicher Störquellen notwendig. Die Forscher rechneten den Beitrag des Zodiakallichts sowie Quellen wie Sterne und Galaxien, die aus früheren Himmelsdurchmusterungen bekannt waren, heraus. Die abschließende Analyse des Farbverlaufs in den Spektren des Lichts ergab dann, dass der Hintergrund wahrscheinlich durch Sterne verursacht wird, die auf galaktischen Skalen verstreut sind und sich daher nicht als einzelne Quellen erkennen lassen. Nach diesem Erklärungsansatz, der als "Intrahalo Licht-Modell" (IHL) bezeichnet wird, müsste sich eine erhebliche Zahl von Sternen in den Tiefen des Alls verstecken. Es wäre sogar möglich, dass rund die Hälfte aller Sterne nicht in Galaxien beheimatet ist, sondern in der Vergangenheit in den intergalaktischen Raum hinausdriftete.

Die Anwesenheit einer solchen Sternpopulation ist zwar noch nicht gesichert, aber die aktuellen Ergebnisse deuten darauf hin. Andererseits sollten sich die Sterne auch auf anderen Wegen bemerkbar machen. Beispielsweise sollten sich Supernova-Explosionen außerhalb von Galaxien beobachten lassen. Darüber hinaus hätte eine Sternpopulation dieser Art auch grundlegende Auswirkungen auf zukünftige Beobachtungen von Quellen im frühen Universum. Sie würde als diffuse, aber nicht zu vernachlässigende Strahlungsquelle im Vordergrund zur Kontamination des Lichts ferner Objekte beitragen und müsste deshalb berücksichtigt werden.

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