Ίσως έχετε ακούσει για το κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων, αλλά δεν σταματά εκεί. Το κοσμικό υπόβαθρο νετρίνων που δεν έχει ανιχνευθεί ακόμη περιμένει να μας δώσει μια εικόνα στα πρώτα δευτερόλεπτα μετά το Big Bang. Στη συνέχεια, κοιτάζοντας πιο μπροστά, υπάρχουν άλλα υπόβαθρα στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα - όλα συμβάλλουν σε αυτό που ονομάζεται εξωγαλακτικό φως φόντου ή EBL.
Το EBL είναι το ενσωματωμένο σύνολο όλου του φωτός που έχει ποτέ ακτινοβοληθεί από όλους τους γαλαξίες σε όλη την ώρα. Τουλάχιστον, όλη την ώρα από τότε που δημιουργήθηκαν για πρώτη φορά τα αστέρια και οι γαλαξίες - που ήταν μετά τις σκοτεινές εποχές που ακολούθησαν την απελευθέρωση του κοσμικού φόντου μικροκυμάτων.
Το κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων κυκλοφόρησε περίπου 380.000 χρόνια μετά το Big Bang. Οι σκοτεινές εποχές μπορεί να έχουν συνεχιστεί για άλλα 750 εκατομμύρια χρόνια, έως ότου σχηματίστηκαν τα πρώτα αστέρια και οι πρώτοι γαλαξίες.
Στην τρέχουσα εποχή, το κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων εκτιμάται ότι αποτελεί περίπου το εξήντα τοις εκατό της πυκνότητας φωτονίων όλης της ακτινοβολίας φόντου στο ορατό σύμπαν - το υπόλοιπο σαράντα τοις εκατό αντιπροσωπεύει το EBL, δηλαδή την ακτινοβολία που συνεισφέρουν όλα τα αστέρια και οι γαλαξίες που έχουν εμφανιστεί από τότε.
Αυτό δίνει κάποια ένδειξη της τεράστιας έκρηξης φωτός που αντιπροσώπευε το κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων, αν και από τότε έχει μετατοπιστεί με κόκκινο χρώμα σε σχεδόν αόρατο τα επόμενα 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια. Το EBL κυριαρχείται από οπτικό και υπέρυθρο φόντο, το πρώτο είναι αστρικό φως και το δεύτερο είναι σκόνη που θερμαίνεται από αυτό το αστρικό φως που εκπέμπει υπέρυθρη ακτινοβολία.
Ακριβώς όπως το κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων μπορεί να μας πει κάτι για την εξέλιξη του προγενέστερου σύμπαντος, το κοσμικό υπέρυθρο υπόβαθρο μπορεί να μας πει κάτι για την επακόλουθη εξέλιξη του σύμπαντος - ιδιαίτερα για το σχηματισμό των πρώτων γαλαξιών.
Το Photodetector Array Camera and Spectrometer (PACS) Evolutionary Probe είναι ένα έργο «εγγυημένου χρόνου» για το Διαστημικό Παρατηρητήριο Herschel. Εγγυημένο σημαίνει ότι υπάρχει πάντα ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα τηλεσκοπίου αφιερωμένο σε αυτό το έργο ανεξάρτητα από άλλες προτεραιότητες. Το έργο PACS Evolutionary Probe, ή απλά το PEP, στοχεύει στην έρευνα του κοσμικού υποβάθρου υπέρυθρης ακτινοβολίας στις σχετικά απαλλαγμένες από σκόνη περιοχές του ουρανού που περιλαμβάνουν: το Lockman Hole. τα πεδία της Μεγάλης Έρευνας για τα Μεγάλα Παρατηρητήρια (ΠΡΟΪΟΝΤΑ). και το πεδίο Κοσμική Εξέλιξη (COSMOS).
Το έργο Herschel PEP συλλέγει δεδομένα για να επιτρέψει τον προσδιορισμό της ακτινοβολίας των γαλαξιών του πλαισίου ανάπαυσης σε μια κόκκινη μετατόπιση περίπου z = 3, όπου παρατηρείτε γαλαξίες όταν το σύμπαν ήταν περίπου 3 δισεκατομμύρια χρόνια. Η ακτινοβολία του υπόλοιπου πλαισίου σημαίνει την εκτίμηση της φύσης της ακτινοβολίας που εκπέμπεται από αυτούς τους πρώτους γαλαξίες προτού η ακτινοβολία τους μετατοπιστεί κόκκινα από την παρεμβατική επέκταση του σύμπαντος.
Τα δεδομένα δείχνουν ότι οι υπέρυθρες συνεισφέρουν περίπου το ήμισυ του συνολικού εξωγαλακτικού φωτός φόντου. Αλλά αν κοιτάξετε την τρέχουσα εποχή του τοπικού σύμπαντος, οι υπέρυθρες συνεισφέρουν μόνο το ένα τρίτο. Αυτό υποδηλώνει ότι περισσότερη υπέρυθρη ακτινοβολία παρήχθη στο μακρινό παρελθόν, από ό, τι στην παρούσα εποχή.
Αυτό μπορεί να συμβαίνει επειδή οι παλαιότεροι γαλαξίες είχαν περισσότερη σκόνη - ενώ οι σύγχρονοι γαλαξίες έχουν λιγότερα. Για παράδειγμα, οι ελλειπτικοί γαλαξίες δεν έχουν σχεδόν καθόλου σκόνη και δεν ακτινοβολούν σχεδόν καθόλου υπέρυθρες. Ωστόσο, οι φωτεινοί υπέρυθροι γαλαξίες (LIRGs) εκπέμπουν έντονα στις υπέρυθρες ακτίνες και λιγότερο στους οπτικούς, πιθανώς επειδή έχουν υψηλή περιεκτικότητα σε σκόνη.
Οι LIRGs της σύγχρονης εποχής μπορεί να προκύψουν από γαλαξιακές συγχωνεύσεις που παρέχουν μια νέα τροφοδοσία αδέσμευτης σκόνης σε έναν γαλαξία, διεγείροντας νέο σχηματισμό αστεριών. Ωστόσο, αυτοί μπορεί να είναι περίπου ανάλογοι με τους γαλαξίες στο πρώιμο σύμπαν.
Οι σκόνη, οι ελλειπτικοί γαλαξίες είναι πιθανώς το εξελικτικό τελικό σημείο μιας γαλαξιακής συγχώνευσης, αλλά ελλείψει νέου υλικού για την τροφοδοσία αυτών των γαλαξιών περιέχουν μόνο αστέρια γήρανσης.
Φαίνεται λοιπόν ότι ο αυξανόμενος αριθμός ελλειπτικών γαλαξιών στην αυλή σας είναι ένα σημάδι ότι ζείτε σε ένα σύμπαν που χάνει τη νέα, υπέρυθρη έκρηξη της νεότητας.
Περαιτέρω ανάγνωση: Berta et al Κατασκευή του κοσμικού υπερύθρου φόντου από τούβλο με Herschel / PEP
