Eine neue Studie, bei der vom US-amerikanischen Weltraumteleskop Spitzer gewonnene Daten verwendet wurden, kommt zu dem Schluss, dass das über den gesamten Himmel verteilte infrarote Hintergrundleuchten von Einzelsternen verursacht wird, die bei Zusammenstößen von Galaxien in den Raum geschleudert wurden.
Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: NASA/JPL/UCI.
Lange gab es keine plausible Erklärung für das infrarote Hintergrundleuchten. Jetzt gibt es deutliche Hinweise darauf, dass die Strahlung von Sternen stammt, die in den weiten Räumen zwischen derzeit beobachtbaren Galaxien vorkommen. Diese Sterne sind jeweils für sich genommen zu lichtschwach, als dass sie sich heute beobachten ließen. Die Summe der von ihnen ausgestrahlten Lichtquanten macht sich nichts desto trotz bemerkbar, glauben Forscher von der Universität Kalifornien in Irvine (UCI).
Die neu entwickelten Überlegungen zur Quelle des infraroten Hintergrundleuchtens widersprechen einem anderen Erklärungsmodel, welches man nach Beobachtungen mit Hilfe von Spitzer früher angedacht hatte. Im Juni 2012 hatte eine Gruppe von Wissenschaftlern vom Goddard-Zentrum für Weltraumflug (GSFC) der US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtagentur (NASA) postuliert, dass das in Bildern von Spitzer festgehaltene infrarote Leuchten seinen Ursprung in sehr alten Sternen und Galaxien hat, die sehr früh in der Geschichte des Universums entstanden.
Die Arbeitsgruppe der Universität Kalifornien widmete sich einem größeren Himmelsausschnitt, der als Bootes field bezeichnet wird (bzw. als Sternbild Bärenhüter), und etwa die Ausdehnung besitzt, die ein Gebiet hätte, das hinter rund 50 von der Erde aus betrachteten Vollmonden läge. Die Untersuchung dieses Himmelsausschnitts erfolgte zwar nicht mit der gleichen Empfindlichkeit, wie sie die Wissenschaftler vom GSFC einsetzten, erlaubte es auf Grund des deutlich größeren Untersuchungsgebietes jedoch, die Spuren infraroten Lichtes nachhaltiger zu analysieren.
Rund 250 Stunden richteten die Kalifornier Spitzer auf das Bootes field, weil man das infrarote Hintergrundleuchten intensiv studieren wollte, um die zentrale, herausfordernde Frage nach der Ursache des Leuchtens vielleicht beantworten zu können.
Mittlerweile ist die Arbeitsgruppe aus Kalifornien davon überzeugt, dass Auftreten und Verteilung des infraroten Hintergrundleuchtens nicht zu den Theorien und Computersimulationen hinsichtlich sehr alter Sterne und Galaxien passt. Gegen die alten Objekte als Quelle des Leuchtens spricht, dass es dafür dann doch schlicht zu hell ist. In der Frühzeit des Universums gab es nach derzeitigem Stand einfach nicht genug bzw. nicht ausreichend große Galaxien, um die beobachtete Leuchtkraft zu erzeugen. Das infrarote Hintergrundleuchten führen die Kalifornier jetzt auf Licht zurück, das von Sternen zwischen Galaxien und Galaxienhaufen kommt.
Für das Vorhandensein diffus verteilter Einzelsterne sprechen zwei Phänomene: Zunächst kollidierten und verschmolzen in der Frühzeit der Entwicklung unseres Universums Galaxien und gewannen so an Masse. Dabei sorgten starke gravitative Kräfte dafür, dass Einzelbereiche mit einigen Sternen aus dem Verbund der Galaxie herausgerissen und in den Raum geschleudert wurden. Außerdem wuchsen Galaxien beim Verschlucken von Zwerggalaxien, ein chaotischer Prozess, der ebenfalls streunende Einzelsterne hervorbringen kann.
(Bild: NASA/JPL Caltech/UCI)
Dass das infraroten Hintergrundleuchten zu einem wesentlichen Anteil von im Universum verteilten Einzelsternen verursacht wird, können Beobachtungen des neuen James Webb Space Telescope (JWST) möglicherweise bestätigen. Dem US-amerikanischen Weltraumteleskop wird es, befindet es sich erst einmal im Weltraum, möglich sein, die ältesten Sterne und Galaxien im Universum und die in den Räumen zwischen nahe gelegenen Galaxien befindlichen Einzelsterne direkt zu beobachten. Dadurch sollte die unmittelbare Aufklärung der Ursache des infraroten Hintergrundleuchtens möglich sein.