Wissenschafter haben erstmals das gesamte Sternenlicht gemessen, das jemals im sichtbaren Universums ausgesendet wurde. Das internationale Forscherteam, an dem auch Innsbrucker Astrophysiker beteiligt waren, verwendete dazu Daten, die mit dem Weltraumteleskop "Fermi" gesammelt wurden. Sie erhoffen sich davon, Sternentwicklungsprozesse besser zu verstehen, berichten sie im Fachjournal "Science".
Man geht heute davon aus, dass das Universum rund 13,7 Mrd. Jahre alt ist und über zehn Trilliarden Sterne existieren. Die ersten davon bildeten sich bereits, als das Universum erst einige Millionen Jahre alt war.
Eines der Hauptziele des seit 2008 die Erde umkreisenden Weltraumteleskop "Fermi" der US-Weltraumorganisation NASA ist die Vermessung des sogenannten extragalaktischen Hintergrundlichts (EBL). Das ist eine diffuse Strahlung, die im Laufe der Geschichte des Universums entstanden ist. Sie setzt sich aus allen Wellenlängen des ultravioletten, sichtbaren und infraroten Lichts zusammen.
85-stellige Zahl an Photonen ausgestrahlt
Weil es auch Licht enthält, das von schon längst erloschenen Sternen stammt und seit Hunderten Millionen Jahren durch den Kosmos wandert, kann man das EBL für die Untersuchung von Sternenbildung und -entwicklung nutzen - und zwar unabhängig von den Sternen selbst. "Aus den mit dem Fermi-Teleskop gesammelten Daten konnten wir indirekt das gesamte Sternlicht messen, das jemals ausgesandt worden ist", erklärte der leitende Wissenschafter Marco Ajello von der Clemson University (US-Bundesstaat South Carolina) in einer Aussendung. Die Wissenschafter nennen sogar eine Zahl an Photonen, die jemals von Sternen ausgestrahlt wurden: Es sind 4 mal 10 hoch 84 - also eine 85-stellige Zahl.
Als Sonden für das EBL benutzten die Wissenschafter die Quellen von Gammastrahlen. Das ist die energiereichste Form von Licht - so energiereich, dass es ungewöhnliche Folgen hat, wenn Gammastrahlen mit dem Sternenlicht wechselwirken. Das Signal dieser Wechselwirkungen kann "Fermi" mit einem seiner Instrumente (LAT) erkennen. Dem Konsortium, das sich um die Auswertung der LAT-Daten kümmert, gehören Anita Reimer und Olaf Reimer vom Institut für Astro- und Teilchenphysik der Universität Innsbruck an.
Signale von 739 sogenannten "Blazaren" beobachtet
Konkret wurden in dem Projekt über neun Jahre hinweg Gammastrahlensignale von 739 sogenannten "Blazaren" beobachtet, das sind Galaxien mit gigantischen Schwarzen Löchern in ihren Zentren. Aus diesen Daten wurde berechnet, wie sich das EBL im Laufe der Zeit aufbaute und es vor rund zehn Milliarden Jahren zum Höhepunkt der kosmischen Sternentstehung kam.
Für die Innsbrucker Astrophysiker sind die Ergebnisse "eine unabhängige Bestätigung alternativer Messungen von Sternbildungsraten". Früheren Analysen der Sternentstehung, etwa mit Hilfe des Hubble-Weltraumteleskops, seien oft schwächere Sterne und Galaxien entgangen oder sie konnten Sternentstehungen im intergalaktischen Raum nicht berücksichtigen. Diese fehlenden Beiträge mussten bisher geschätzt werden. Das EBL beinhaltet jedoch das Sternenlicht aller Quellen, das Fermi-Ergebnis korrigiert damit frühere Messungen. Die Forscher erhoffen sich davon, auch zukünftige Beobachtungen von Missionen wie dem James Webb-Weltraumteleskop zu verbessern.
Service: http://dx.doi.org/10.1126/science.aat8123
(APA/red, Foto: APA/NASA/DOE/Fermi LAT Kollaboration)
