Waarom astronomen probeerden om al het sterlicht dat ooit heeft geschenen te meten

Het heelal in gammastraling
Fermi-LAT beeld van de sterrenhemel in het licht van gammastraling. Image: Fermi-LAT

Astronomen kondigden de afgelopen week aan dat ze een poging hebben gedaan om al het sterlicht in het heelal te bepalen. Je vraagt je wellicht af wat daar het nut van is. Uiteindelijk proberen ze zo het levensverhaal van het heelal te vertellen.

Het heelal is gevuld met diffuus extragalactisch achtergrond licht. Dit zijn fotonen die door alle sterren van alle sterrenstelsels in het infrarood, optisch en ultraviolette licht zijn uitgezonden. Als je terug in de tijd gaat dan is dit de som van al dit licht dat door sterren sinds de Oerknal is uitgezonden tot het moment en de afstand waarop je kijkt. Je moet daarbij dan weten dat in de ruimte afstand gelijk is aan tijd. Dus als je naar verder weg gelegen gebieden kijkt dan betekent dat minder sterren. Dit extragalactische achtergrond licht kan gammastraling afzwakken. Dus bepaalden wetenschappers de gammastraling die van verre quasars komt om te zien of er een signaal van de schaduw van dit licht in was te vinden. Met deze informatie kunnen astronomen dan een berekening maken van de snelheid van stervorming in de tijd.

Astronomen onderzochten de data die de Fermi Space Telescope gedurende negen jaar had verzameld. De Fermi telescoop neemt gammastraling waar. Ze onderzochten 739 blazars, dit zijn zwarte gaten die jets van materie richting de Aarde uitspuwen, en één uitbarsting van gammastraling. Deze objecten dateerden in leeftijd tussen 200 miljoen en 11,6 miljard jaar. Ze lieten een berekening los op al deze gegevens om zo het totale achtergrondlicht te bepalen.

De resultaten kwamen overeen met eerdere pogingen om de hoeveelheid extragalactisch achtergrondlicht te bepalen en die lieten zien dat 10 miljard jaar geleden de snelheid van stervorming het grootste was.

Het extragalactische achtergrondlicht is ook om andere redenen zeer interessant voor astronomen. De metingen stellen een grens aan hoeveel zwakke sterrenstelsels er ongeveer 12 miljard jaar geleden bestonden. Deze sterrenstelsels hebben vermoedelijk het “reïonisatietijdperk” veroorzaakt. Dit is een belangrijke periode in de geschiedenis van het heelal want nadat toen uit protonen en elektronen de eerste atomen bestonden werden deze weer door de enorme energie van nieuwe sterrenstelsels weer uit elkaar gehaald. Er zijn maar weinig bronnen gebruikt om deze specifieke metingen te doen dus er zijn meer waarnemingen nodig van verre bronnen van gammastraling om te achterhalen hoe dit precies gebeurde. Daar komt bij dat het extragalactische achtergrondlicht misschien een nieuwe manier kan zijn om naar nooit eerder geziene deeltjes te zoeken.

Er zijn enkele kanttekeningen te plaatsen bij de studie want er wordt aangenomen dat al het achtergrondlicht afkomstig is van sterren maar ook sterke zwarte gaten kunnen straling de ruimte in sturen. Huidige schattingen suggereren dat zwarte gaten geen grote bijdrage hebben geleverd maar dat zal wel nader onderzocht moeten worden.

Dus nee, het was niet voor niets om al het sterlicht van het heelal bij elkaar op te tellen. Je gaat niet alleen het sterrenlicht van het universum opsommen voor niets.

 

Eerste publicatie: 3 december 2018