Kunstnerens indtryk af den ekstragalaktiske baggrund Lysemission og absorption. Klik for at forstørre
Universet er fyldt med en diffus stråling af stråling, der kommer fra alle stjerner og galakser. Denne kosmiske tåge er faktisk svært at opdage, fordi vi har meget lysere genstande i nærheden, der kan vaske den ud; som hvordan byens lys skjule stjernerne om natten. En måde at måle denne stråling på er ved at bruge strålingen fra kvasarer, som er ekstremt lyse og fjerne. Højenergistrålingen fra kvasarerne mister energi, når den passerer gennem denne baggrundsstråling, og dette kan måles.
Overalt i rummet skimrer et kosmisk baggrundslys. Stjerner, galakser - alle slags kilder - bidrager til det; lyset er faktisk deres rester. Nu har astrofysikere opdaget, at dette lys næppe er så intens, som nogen havde gætt. Forskerne brugte to fjerne kvasarer som “sonder” og registrerede deres gammaspektre ved hjælp af H.E.S.S. teleskoper i Namibia. Disse spektre viste sig at være lidt røde; baggrundslyset syntes kun at skjule quasars 'stråling let. Disse observationer kaster ikke kun lys på baggrundslyset - men om emner, der er lige så store som fødslen og udviklingen af galakser (Nature, 20. april, 2006).
Stjerner, galakser, kvasarer og mange andre objekter bidrager til tågen med stråling i universet. Det gennemsyrer alt intergalaktisk rum; det er det "resterende" lys, som alle disse objekter udsender. Ekstragalaktisk baggrundslys - EBL - dækker epoker, der er værd at stellar aktivitet fra det tidspunkt, hvor de første stjerner blev skabt til nutiden. Forskere har prøvet i lang tid at måle denne emission. At gøre det direkte er imidlertid ikke let og ekstremt unøjagtigt, fordi Jordens atmosfære, solsystemet og Mælkevejen udsender stråling, som kommer i vejen for at observere svag EBL.
En vej ud af dette problem er at observere kvasarer - de kosmiske energifabrikker, der har et kæmpe sort hul i midten. Disse "gravitationsfælder" sluger gas omkring dem og spytter noget af det tilbage som plasma, accelereret til næsten lysets hastighed. Det er stråling bundtet ud af protoner, elektroner og elektromagnetiske bølger. Ofte kan det være hundreder af gange bredere end dens modergalakse. Hvis denne "quasarspray" leder i retning af Jorden, kan strålingen virke ret stærk - astronomer kalder dette en "blazar".
De to objekter, som H.E.S.S. forskere observeret er begge blazars. Hvordan bruger man dem som sonder? De sender meget energiske gamma-lyspartikler, som mister styrke på vej til Jorden, når de rammer EBL-fotoner. Dette får det originale blazars gamma-spektrum til at rødme - ligesom når Solen nærmer sig horisonten i skumringen og Jordens atmosfære spreder mere af den blå del af sollyset end den røde. Jo tykkere atmosfæren, jo rødere er solen. Rødhed afhænger af tykkelsen på mediet. Denne kendsgerning er nøglen til at undersøge sammensætningen af EBL.
Luigi Costamante fra Max Planck Institute for Nuclear Physics i Heidelberg siger ”det største problem er, at energifordeling i kvasarer kan antage mange forskellige former. Indtil nu kunne vi ikke rigtig sige, om et observeret spektrum ser rødt ud, fordi det virkelig havde en stærk rødme, eller om det var sådan fra starten. ”
Dette problem er løst takket være gamma-spektre i to kvasarer - H 2356-309 og 1ES 1101-232. Disse objekter er fjernere end nogen kilder, der er observeret indtil nu. Følsomheden af H.E.S.S. teleskop gjorde det muligt at undersøge dem. Det viser sig, at EBL's intensitet ikke er stærk nok til at rødme kvasarlys; spektrene er for blå og indeholder for mange gammastråler med højere energi.
H.E.S.S. data har gjort det muligt for forskerne at udlede den maksimale intensitet af det diffuse lys. Det er nær den nederste grænse, der er resultatet af summen af lyset fra enkelt galakser, der er synlig i et optisk teleskop. Det svarer på et spørgsmål, der har forundret astronomer i årevis: er diffust lys, der først og fremmest er skabt af strålingen fra de første stjerner? H.E.S.S. resultater ser ud til at eliminere denne mulighed. Der er også lidt plads til bidrag fra andre kilder, f.eks. Normale galakser. At se nærmere på det intergalaktiske rum giver nye perspektiver på at undersøge gammastråler uden for vores egen galakse.
Original kilde: Max Planck Society
