De Spitzer-ruimtetelescoop heeft teruggekeken in de tijd om te zien wat wetenschappers de 'zwakke, klonterige gloed' noemden die werd afgegeven door de allereerste objecten in het heelal, en deze oude objecten zorgden uiteraard voor vroeg kosmisch vuurwerk. Hoewel ze te zwak en te ver weg zijn om erachter te komen wat de afzonderlijke objecten zijn - het kunnen massieve sterren of vraatzuchtige zwarte gaten zijn - heeft Spitzer het collectieve patroon van hun infraroodlicht vastgelegd en onthuld dat deze eerste objecten talrijk en woedend verbrand waren kosmische brandstof.
"Deze objecten zouden enorm helder zijn geweest", zegt Alexander "Sasha" Kashlinsky van het Goddard Space Flight Center, hoofdauteur van een nieuw artikel in The Astrophysical Journal. "We kunnen mysterieuze bronnen voor dit licht dat uit ons nabije universum zou kunnen komen, nog niet direct uitsluiten, maar het wordt nu steeds waarschijnlijker dat we een glimp opvangen van een oud tijdperk. Spitzer legt een routekaart vast voor NASA's aankomende James Webb-telescoop, die ons precies zal vertellen wat en waar deze eerste objecten waren. "
Dit is niet de eerste keer dat astronomen Spitzer hebben gebruikt om naar de allereerste sterren en zwarte gaten te zoeken, en in 2005 zagen ze hints van dit afgelegen lichtpatroon, bekend als de kosmische infraroodachtergrond, en opnieuw met meer precisie in 2007 Nu bevindt Spitzer zich in de verlengde fase van zijn missie, waarin het meer diepgaande studies uitvoert op specifieke plekken in de lucht. Kashlinsky en zijn collega's gebruikten Spitzer om elk meer dan 400 uur naar twee plekken in de lucht te kijken.
Het team heeft vervolgens alle bekende sterren en sterrenstelsels in de afbeeldingen zorgvuldig afgetrokken. In plaats van te blijven zitten met een zwarte, lege plek in de lucht, vonden ze vage lichtpatronen met verschillende veelbetekenende kenmerken van de kosmische infraroodachtergrond. De knobbels in het waargenomen patroon komen overeen met de manier waarop men denkt dat objecten op grote afstand bij elkaar staan.
Kashlinsky vergelijkt de observaties met het zoeken naar vuurwerk op 4 juli in New York City vanuit Los Angeles. Eerst zou je alle voorgrondlichten tussen de twee steden moeten verwijderen, evenals de brandende lichten van New York City zelf. Je zou uiteindelijk een vage kaart overhouden van hoe het vuurwerk wordt verspreid, maar ze zouden nog te ver weg zijn om individueel te onderscheiden.
'We kunnen aanwijzingen verzamelen uit het licht van het eerste vuurwerk van het universum', zei Kashlinsky. "Dit leert ons dat de bronnen of de" vonken "hun nucleaire brandstof intensief verbranden."
Het heelal is ongeveer 13,7 miljard jaar geleden gevormd in een vurige, explosieve oerknal. Na verloop van tijd koelde het af en rond 500 miljoen jaar later begonnen de eerste sterren, sterrenstelsels en zwarte gaten vorm te krijgen. Astronomen zeggen dat een deel van dat 'eerste licht' miljarden jaren heeft afgelegd om de Spitzer-ruimtetelescoop te bereiken. Het licht zou zijn ontstaan bij zichtbare of zelfs ultraviolette golflengten en vervolgens, vanwege de uitdijing van het heelal, zich uitstrekken tot de langere, door Spitzer waargenomen infraroodgolflengten.
De nieuwe studie verbetert eerdere observaties door deze kosmische infraroodachtergrond uit te meten tot schalen die equivalent zijn aan twee volle manen - aanzienlijk groter dan wat eerder werd gedetecteerd. Stel je voor dat je een patroon in het geluid probeert te vinden in een ouderwetse televisie door slechts een klein stukje van het scherm te bekijken. Het zou moeilijk te zeggen zijn of een vermoedelijk patroon echt was. Door een groter deel van het scherm te observeren, zou je zowel kleine als grootschalige patronen kunnen oplossen, waardoor je aanvankelijke vermoeden verder wordt bevestigd.
Evenzo hebben astronomen die Spitzer gebruiken de hoeveelheid onderzochte lucht vergroot om meer definitief bewijs van de kosmische infraroodachtergrond te verkrijgen. De onderzoekers zijn van plan in de toekomst meer luchtvlekken te verkennen om meer aanwijzingen te verzamelen die verborgen zijn in het licht van dit oude tijdperk.
"Dit is een van de redenen waarom we de James Webb-ruimtetelescoop bouwen", zegt Glenn Wahlgren, Spitzer-programmawetenschapper op het NASA-hoofdkantoor in Washington. "Spitzer geeft ons verleidelijke aanwijzingen, maar James Webb zal ons vertellen wat er werkelijk ligt in het tijdperk waarin sterren voor het eerst ontstonden."
Lees de paper van het team.
Bron: NASA
