Dunkle Zeitalter in neuem Licht gesehen

Dunkle Zeitalter in neuem Licht gesehen
Anonim

von der University of Cambridge

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- Überreste der ersten Sterne haben den Astronomen geholfen, das „dunkle Zeitalter“ des Kosmos näher zu bringen.

Ein Forscherteam der University of Cambridge und des California Institute of Technology verwendet Licht, das von massiven Schwarzen Löchern, sogenannten Quasaren, ausgestrahlt wird, um Gase zu "entzünden", die von den frühen Sternen freigesetzt wurden, die vor Milliarden von Jahren explodierten. Als Ergebnis haben sie das gefunden, was sie als das fehlende Glied in der Evolution des chemischen Universums bezeichnen.

Es wird angenommen, dass die ersten Sterne den Schlüssel zu einem der Geheimnisse des frühen Kosmos enthalten: Wie er sich von einer vorherrschenden Füllung mit Wasserstoff und Helium zu einem Universum entwickelte, das reich an schwereren Elementen wie Sauerstoff, Kohlenstoff und Eisen ist.

Obwohl Teleskope Licht erfassen können, das aus Milliarden von Lichtjahren Entfernung auf die Erde gelangt, können Astronomen auf nahezu die gesamte 13, 7-Milliarden-Jahr-Geschichte des Universums zurückblicken. Eine Beobachtungsgrenze bleibt jedoch bestehen: die sogenannte "Dunkelheit" Alter ". Diese Periode, die eine halbe Milliarde Jahre nach dem Urknall dauerte, endete mit der Geburt der ersten Sterne und ist für Teleskope unzugänglich, da die Gaswolken, die das Universum füllten, für sichtbares und infrarotes Licht nicht durchlässig waren.

"Mit dem Licht, das vor Milliarden von Jahren von einem Quasar in einer fernen Galaxie ausgestrahlt wurde, konnten wir effektiv in das dunkle Zeitalter blicken. Das Licht bietet einen Hintergrund, vor dem jede Gaswolke auf ihrem Weg gemessen werden kann", sagte Professor Max Pettini am Cambridge Institute of Astronomy (IoA), der die Forschung mit Doktorand Ryan Cooke leitete.

Mit den weltweit größten Teleskopen in Hawaii und Chile haben die Forscher mithilfe der Quasar-Absorptionslinien-Spektroskopie Gaswolken identifiziert, die als "gedämpfte Lyman-Alpha-Systeme" (DLAs) bezeichnet werden. Unter den Tausenden von DLAs, die bekannt sind, ist es dem Team gelungen, eine seltene Wolke zu finden, die sehr früh in der Geschichte des Universums von einem Stern freigesetzt wurde.

"Gemessen an seiner Zusammensetzung ist das Gas ein Überbleibsel eines Sterns, der vor 13 Milliarden Jahren explodierte", erklärte Pettini. "Es liefert die erste Analyse des Inneren eines der frühesten Sterne des Universums."

Die Ergebnisse liefern experimentelle Beobachtungen einer Zeit, die bisher nur mit Computersimulationen modelliert werden konnte, und werden den Astronomen helfen, Lücken im Verständnis der Entwicklung des chemischen Universums zu schließen.

"Wir haben winzige Mengen von Elementen in der Wolke entdeckt, die sich stark von ihren relativen Anteilen in normalen Sternen unterscheiden. Vor allem ist das Verhältnis von Kohlenstoff zu Eisen 35-mal größer als in der Sonne gemessen", sagte Pettini. "Die Zusammensetzung lässt darauf schließen, dass das Gas von einem Stern freigesetzt wurde, der 25-mal so massereich ist wie die Sonne und ursprünglich nur aus Wasserstoff und Helium besteht. Tatsächlich handelt es sich um eine fossile Aufzeichnung, die uns eine fehlende Verbindung zum frühen Universum bietet . "