Spitzer rymdteleskopet har tittat tillbaka i tiden för att se vad forskare kallade ”svaga, klumpiga glöd” som gavs av de allra första föremålen i universum, och dessa forntida föremål gav uppenbarligen några tidiga kosmiska fyrverkerier. Medan de är för svaga och avlägsna för att ta reda på vad de enskilda föremålen är - de kan vara massiva stjärnor eller glupiga svarta hål - har Spitzer fångat det som verkar vara det kollektiva mönstret för deras infraröda ljus, och avslöjade att dessa första föremål var många och rasande brända kosmiskt bränsle.
"Dessa föremål hade varit oerhört ljusa," sade Alexander "Sasha" Kashlinsky från Goddard Space Flight Center, huvudförfattare till en ny artikel som visas i The Astrophysical Journal. ”Vi kan ännu inte direkt utesluta mystiska källor för detta ljus som kan komma från vårt närliggande universum, men det blir nu allt mer troligt att vi får en glimt av en forntida epok. Spitzer lägger ut en färdplan för NASA: s kommande James Webb-teleskop, som kommer att berätta exakt vad och var dessa första föremål var. ”
Detta är inte första gången astronomer har använt Spitzer för att söka efter de allra första stjärnorna och svarta hålen, och 2005 såg de antydningar av detta avlägsna ljusmönster, känt som den kosmiska infraröda bakgrunden, och igen med mer precision 2007 Nu är Spitzer i den utökade fasen av sitt uppdrag, under vilken den utför mer djupgående studier om specifika lappar av himlen. Kashlinsky och hans kollegor använde Spitzer för att titta på två lappar av himlen i mer än 400 timmar vardera.
Teamet subtraherade sedan noggrant alla kända stjärnor och galaxer i bilderna. I stället för att få sitta kvar med en svart, tom lapp av himmel, fann de svaga ljusmönster med flera tydliga egenskaper hos den kosmiska infraröda bakgrunden. Klumparna i det observerade mönstret överensstämmer med hur de mycket avlägsna föremålen tros vara sammanslagna.
Kashlinsky liknar observationerna med att leta efter fyrverkerier i juli i Los Angeles från New York. Först måste du ta bort alla förgrundsbelysningen mellan de två städerna, liksom de lysande lamporna i New York City själv. I slutändan skulle du sitta kvar med en otydlig karta över hur fyrverkerierna distribueras, men de skulle fortfarande vara för avlägsna för att ta fram individuellt.
"Vi kan samla ledtrådar från ljuset från universums första fyrverkerier," sade Kashlinsky. "Det här lär oss att källorna eller" gnistorna "intensivt bränner sitt kärnbränsle."
Universum bildades för ungefär 13,7 miljarder år sedan i en eldig, explosiv Big Bang. Med tiden kyldes det och cirka 500 miljoner år senare började de första stjärnorna, galaxerna och svarta hålen ta form. Astronomer säger att något av det "första ljuset" kanske har rest miljarder år för att nå Spitzer Space Telescope. Ljuset skulle ha sitt ursprung i synliga eller till och med ultravioletta våglängder och sedan, på grund av universums expansion, sträckts ut till de längre, infraröda våglängderna som observerats av Spitzer.
Den nya studien förbättras på tidigare observationer genom att mäta denna kosmiska infraröda bakgrund till skalor motsvarande två fulla månar - betydligt större än vad som upptäcktes tidigare. Föreställ dig att försöka hitta ett mönster i bruset i en gammaldags tv-apparat genom att titta på bara en liten bit av skärmen. Det skulle vara svårt att veta med säkerhet om ett misstänkt mönster var verkligt. Genom att observera en större del av skärmen skulle du kunna lösa både små och stora mönster, vilket ytterligare bekräftar din första misstank.
På samma sätt har astronomer som använder Spitzer ökat mängden undersökt himmel för att få mer definitiva bevis på den kosmiska infraröda bakgrunden. Forskarna planerar att utforska fler lappar av himlen i framtiden för att samla fler ledtrådar dolda i ljuset av denna forntida era.
"Detta är en av anledningarna till att vi bygger James Webb Space Telescope," sa Glenn Wahlgren, Spitzer-programforskare vid NASA: s huvudkontor i Washington. "Spitzer ger oss främmande ledtrådar, men James Webb kommer att berätta vad som verkligen ligger i den era där stjärnorna först antände."
Läs gruppens uppsats.
Källa: NASA
