Je hebt waarschijnlijk gehoord van de kosmische achtergrond van de magnetron, maar daar houdt het niet op. De nog niet detecteerbare kosmische neutrino-achtergrond wacht op ons om ons een kijkje te geven in de eerste seconden na de oerknal. Als we vervolgens verder kijken, zijn er andere achtergronden in het elektromagnetische spectrum - die allemaal bijdragen aan wat het extragalactische achtergrondlicht of EBL wordt genoemd.
De EBL is het geïntegreerde geheel van al het licht dat ooit door alle sterrenstelsels is uitgestraald. Althans, sinds de tijd dat sterren en sterrenstelsels voor het eerst zijn ontstaan - dat was na de donkere eeuwen die volgden op de vrijlating van de kosmische microgolfachtergrond.
De kosmische microgolfachtergrond werd ongeveer 380.000 jaar na de oerknal vrijgegeven. De donkere tijden hebben dan misschien nog 750 miljoen jaar geduurd, totdat de eerste sterren en de eerste sterrenstelsels zich vormden.
In het huidige tijdperk maakt de kosmische microgolfachtergrond naar schatting ongeveer zestig procent uit van de fotondichtheid van alle achtergrondstraling in het zichtbare heelal - de resterende veertig procent vertegenwoordigt de EBL, dat wil zeggen de straling die wordt bijgedragen door alle sterren en sterrenstelsels die sindsdien zijn verschenen.
Dit geeft een indicatie van de enorme lichtstoot die de kosmische microgolfachtergrond vertegenwoordigde, hoewel deze sindsdien in de daaropvolgende 13,7 miljard jaar rood is verschoven naar bijna onzichtbaarheid. De EBL wordt gedomineerd door optische en infrarode achtergronden, de eerste is sterrenlicht en de laatste is stof dat wordt verwarmd door dat sterrenlicht dat infraroodstraling afgeeft.
Net zoals de kosmische microgolfachtergrond ons iets kan vertellen over de evolutie van het eerdere universum, kan de kosmische infraroodachtergrond ons iets vertellen over de daaropvolgende evolutie van het universum - vooral over de vorming van de eerste sterrenstelsels.
De Photodetector Array Camera and Spectrometer (PACS) Evolutionary Probe is een 'gegarandeerde tijd'-project voor het Herschel Space Observatory. Gegarandeerd betekent dat er altijd een bepaalde hoeveelheid telescooptijd aan dit project wordt besteed, ongeacht andere prioriteiten. Het PACS Evolutionary Probe-project, of gewoon PEP, heeft als doel de kosmische infrarode achtergrond te onderzoeken in de relatief stofvrije gebieden van de hemel, waaronder: het Lockman Hole; de velden van de Great Observatories Origins Deep Survey (GOODS); en het veld Cosmic Evolution Survey (COSMOS).
Het Herschel PEP-project verzamelt gegevens om de bepaling van restframe-straling van sterrenstelsels mogelijk te maken tot een roodverschuiving van ongeveer z = 3, waar je sterrenstelsels observeert toen het universum ongeveer 3 miljard jaar oud was. Restframe straling betekent het maken van een schatting van de aard van de straling die door die vroege sterrenstelsels wordt uitgezonden voordat hun straling door de tussenliggende uitdijing van het heelal rood werd verschoven.
De gegevens geven aan dat infrarood ongeveer de helft van het totale extragalactische achtergrondlicht bijdraagt. Maar als je alleen naar het huidige tijdperk van het lokale universum kijkt, draagt infrarood slechts een derde bij. Dit suggereert dat in het verre verleden meer infraroodstraling werd geproduceerd dan in het huidige tijdperk.
Dit kan zijn omdat eerdere sterrenstelsels meer stof hadden, terwijl moderne sterrenstelsels er minder hebben. Zo hebben elliptische sterrenstelsels bijna geen stof en stralen ze bijna geen infrarood uit. Lichtgevende infraroodstelsels (LIRG's) stralen echter sterk uit in infrarood en minder in optische, vermoedelijk omdat ze een hoog stofgehalte hebben.
LIRG's van het moderne tijdperk kunnen het gevolg zijn van galactische fusies die een nieuwe toevoer van niet-gebonden stof naar een sterrenstelsel leveren, waardoor nieuwe stervorming wordt gestimuleerd. Desalniettemin kunnen deze min of meer analoog zijn aan hoe sterrenstelsels in het vroege heelal eruit zagen.
Stofvrije, elliptische sterrenstelsels zijn waarschijnlijk het evolutionaire eindpunt van een galactische fusie, maar bij gebrek aan nieuw materiaal om deze sterrenstelsels te voeden, bevatten ze alleen maar verouderde sterren.
Het lijkt er dus op dat het hebben van een groeiend aantal elliptische sterrenstelsels in je achtertuin een teken is dat je in een universum leeft dat zijn frisse, infrarode gloed van jeugd verliest.
Verder lezen: Berta et al. Bouw de kosmische infrarood achtergrond steen voor steen met Herschel / PEP
