Se 13 milliarder år tilbake i tid

Nei, du trenger ikke være synsk. La blikket ditt hvile på bildet under. Du ser sannsynligvis på avtrykket etter de aller første stjernene i Universet. Det store smellet er nettopp overstått og det blir lys.

Denne artikkelen er over ti år gammel og kan inneholde utdatert informasjon.

Astronomer har faget opp den kollektive gløden av det de mener er de aller første stjernene i Universet. Disse tidligste lyskasterne må ha vært rundt 100 ganger mer massive enn vår egen Sola, og de må ha glødet intenst.

"Det øverste bildet har NASAs Spitzer Space Telescope tatt av infrarødt lys på bølgelengder som våre øyne ikke kan oppfatte. Bildet er tatt av en liten flekk på himmelen. Under ser du resultatet etter at alle kjente stjerner, galakser, etc. ble maskert vekk. Den gjenværende bakgrunnsstrålingen er fremhevet for å vise en glød som ikke kan tilskrives kjente galakser eller stjerner."
"Det øverste bildet har NASAs Spitzer Space Telescope tatt av infrarødt lys på bølgelengder som våre øyne ikke kan oppfatte. Bildet er tatt av en liten flekk på himmelen. Under ser du resultatet etter at alle kjente stjerner, galakser, etc. ble maskert vekk. Den gjenværende bakgrunnsstrålingen er fremhevet for å vise en glød som ikke kan tilskrives kjente galakser eller stjerner."


 

Forskerne bak observasjonen beskriver den som å se gløden av en fjern by om natta fra et fly. Lyset er for fjernt og svakt til at man kan skille enkelte objekter fra hverandre.

Populasjon III

Det dreier seg om en klasse stjerner som lenge har eksistert i teoriene, men som ingen har gjort noen tydelige direkte observasjoner av så langt. Astronomene kaller dem populasjon III. (Populasjon I og II er stjernene vi ser på himmelen i dag, de har fått navn i den rekkefølgen de ble oppdaget.)

- Vi tror vi ser det kollektive lyset fra millioner av de første objektene som ble dannet i Universet. Objektene forsvant for mange milliarder år siden, men lyset fra dem reiser fortsatt rundt i Universet, sier Dr. Alexander Kashlinsky.

Han er hovedforfatter bak den nye artikkelen i tidsskriftet Nature, og hører til ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland i USA.

Pur unge stjerner

Ifølge dagens teorier skal de tidligste stjernene ha blitt dannet rundt 200 millioner år etter Big Bang.

Det høres kanskje mye ut, men blir absolutt ferskvare når du tenker på at Universet er rundt 13,7 milliarder år gammelt.

"Dette er en kunstners versjon av hvordan det tidlige Universet kan ha sett ut - rett etter at de første stjernene ble tent. Populasjon III-stjerner levde korte, intense liv og døde i kjempesmell kalt supernovaer. Noen av disse supernovaene vises her som baller med hvitt lys."
"Dette er en kunstners versjon av hvordan det tidlige Universet kan ha sett ut - rett etter at de første stjernene ble tent. Populasjon III-stjerner levde korte, intense liv og døde i kjempesmell kalt supernovaer. Noen av disse supernovaene vises her som baller med hvitt lys."


 

Astronomene er meget interessert i disse stjernene, som har spilt en viktig rolle i den lange kjeden av hendelser som så langt blant annet har resultert i planeten Jorda og våre egne liv.

Lyset bruker tid

Men - du lurer kanskje på hvordan det er mulig å ta bilde av noe som forsvant for mange milliarder år siden?

Vi forsøker hele tiden å se lenger og lenger utover med stadig bedre teleskoper. Siden lyset bruker tid på å reise i rommet, ser vi samtidig langt tilbake i tid.

For å begynne i vårt eget solsystem: Når vi ser på Sola, ser vi den slik den var for åtte minutter siden. Den nærmeste stjerna ser vi slik den var for 4,3 år siden. En galakse som ligger én milliard lysår unna ser vi slik den var for én milliard år siden.

Spitzer

Dagens beste teleskoper ser nesten helt tilbake til begynnelsen. Etter Big Bang mener astronomene det kom en periode på en del millioner år i totalt mørke, før de første stjernene og galaksene ble dannet.

Ved hjelp av observasjoner gjort av Spitzer Space Telescope som går i bane rundt jorda, mener Kashlinsky at han og kollegaene har funnet et avtrykk av disse aller første stjernene i det infrarøde spekteret.

Forskerne analyserte mønsteret av lys i tre små flekker på himmelen. De fjernet lyset fra kjente stjerner og galakser, og lys fra støv i vår egen galakse og vårt eget solsystem. I bakgrunnen fant de flere lyse flekker som altså stammer fra stjernelysets tidligste morgen.

Tett med gass

De lyse flekkene er ikke individuelle stjerner. De er nemlig for små til at vi kan se dem. Det er snakk om områder med økt gasstetthet.

På samme måte som det er mer sannsynlig å finne høye fjell i en fjellkjede, er det mer sannsynlig å finne stjerner på slike tette steder i verdensrommet, forklarer Kashlinsky til tidsskriftet Science.

Flekkene som er observert kan også være varm gass som faller inn i de aller første sorte hullene.

Rødforskyvning

Lyset fra de aller fjerneste stjernene er strukket så mye av universets ekspansjon at de bare kan sees i infrarødt. Faktisk måles avstandene til uhyre fjerne objekter ut fra hvor mye lyset fra dem er strukket.

Jo lengre unna objektet befinner seg, jo mer blir strålingen strukket. Målet for strekkingen er den såkalte rødforskyvningen. En fjern galakse kan ha en rødforskyvning på fem, det vil si at lyset fra denne galaksen er strukket så det når oss med seks ganger lengre bølgelengde enn det hadde da det ble sendt ut.

Kashlinsky og kollegaene har gjort observasjoner i infrarøde bølgelengder mellom 3,6 og 8 mikrometer. I dette spekteret er teleskopet sensitivt for lyset fra unge stjerner som har blitt rødforskjøvet med en faktor på mellom 20 og 50. Dette lyset stammer fra en tid da Universet bare var rundt 100 millioner år gammelt.

Sterkt signal

Det bemerkelsesverdige er at det totale bidraget lys fra galaksene i forgrunnen er lite sammenlignet med restsignalet.

Studiens forfattere argumenterer med at dette støtter teorien om at de ser de første stjernene, siden det skal en veldig stor feil til i utregningen for å få restsignalet til å bli borte.

Det stemmer også med datamodeller som viser at de første stjernene i Universet må ha vært veldig store. De kan ha vært flere hundre ganger større enn vår egen stjerne Sola, men de brant ut raskt - kanskje bare i løpet av noen få millioner år.

Stjerneklynger

Størrelsen og intensiteten medførte at de sendte ut store mengder stråling. Datasimuleringer indikerer også at stjernene ville være samlet i klaser eller klynger slik observasjonen antyder.

Forskerne har funnet at klasene stemmer overens i forskjellige utsnitt av himmelen og til forskjellige årstider.

Klyngeeformasjonen ville blitt utydelig dersom de første stjernene ble slått på gradvis, så det sterke signalet tyder på at mange stjerner plutselig lyste opp mer eller mindre samtidig - nesten som om noen skrudde på en bryter.

Trenger bekreftelse

Andre astronomer er imponert over resultatet men advarer mot at bare en ørliten feil i fjerningen av strålingen fra tåken av galakser i forgrunnen kan ha ført til et falskt resultat.

De etterlyser uavhengige forskningsgrupper som kan analysere dataene fra Spitzer med egne metoder.

En bekreftelse på observasjonen kan komme i 2013. Da går det nye James Webb Space Telescope inn i bane rundt Jorda. Dette teleskopet kan kanskje se individuelle klaser med stjerner eller individuelle stjerner som eksploderer og lager de første sorte hullene.

Referanse:

A. Kashlinsky, R. G. Arendt, J. Mather og S. H. Moseley; Tracing the first stars with fluctuations of the cosmic infrared background Nature 438, 45-50; 3. november; 2005; doi: 10.1038/nature04143. Richard S. Ellis; Cosmology: The infrared dawn of starlight; Nature 438, 39; 3. November; 2005; doi: 10.1038/438039a.

Lenker:

Spitzer Space Telescope (NASA): Scientists See Light that May Be from First Objects in Universe
Nature: Glimmer for first stars spied
Science: Dawn of light

Powered by Labrador CMS