Neueste Entdeckungen von Wissenschaftlern, die das NASA-Raumschiff New Horizons verwenden, haben die detailliertesten Daten zum kosmischen optischen Hintergrund (COB) offenbart, dem schwachen Licht, das das Universum erfüllt. Dieses Licht, obwohl für das menschliche Auge unsichtbar, liefert entscheidende Informationen über die Geschichte des Universums vom Beginn des Urknalls an. Das Raumschiff, das 2015 an Pluto vorbeigeflogen ist, befindet sich nun in einer Entfernung von über 5,4 Milliarden Meilen von der Erde, was den Wissenschaftlern ermöglicht, das Lichtverschmutzung in den näheren Regionen der Sonne und der Erde zu vermeiden. Diese Position von New Horizons bietet eine einzigartige Gelegenheit, die dunklen Teile des Universums zu studieren.

Die Studie, die Ende August 2024 in der Zeitschrift The Astrophysical Journal veröffentlicht wurde, liefert die genauesten Messungen bis heute und bestätigt, dass der kosmische optische Hintergrund durch das Licht aller bekannten Galaxien erzeugt wird. Dieser schwache Schein, der etwa 100 Milliarden Mal schwächer ist als Sonnenlicht, stammt von Milliarden von Sternen und Galaxien, die im Laufe der Geschichte des Universums existiert und verschwunden sind. Wissenschaftler haben präzise Messungen verwendet, um die Möglichkeit unbekannter Lichtquellen auszuschließen, was die bestehenden Theorien zur Evolution des Universums weiter stärkt.

Michael Shull, einer der führenden Autoren der Studie, erklärt, dass diese Forschung den 'kosmischen Buchhaltern' hilft, die Gesamtmenge des im Universum produzierten Lichts zu berechnen. Diese Ergebnisse sind entscheidend für das Verständnis, wie Galaxien während Epochen wie der Kosmischen Morgenröte entstanden sind, als die ersten Galaxien Hunderte Millionen Jahre nach dem Urknall erschienen. Laut dem aktuellen Bild der Evolution des Universums erreichte das Sternenlicht vor etwa 10 Milliarden Jahren seinen Höhepunkt, und seitdem wird das Universum dunkler, da Galaxien und Sterne aussterben.

Diese Forschung wurde mit der LORRI (Long Range Reconnaissance Imager)-Kamera von New Horizons durchgeführt, die lichtempfindlich im Bereich von 0,4 bis 0,9 Mikrometern ist. Wissenschaftler konnten berechnen, wie Staub und anderes Licht aus Galaxien die Gesamtabmessungen beeinflussen und alle Lichtquellen präzise entfernen, um ein klares Bild des kosmischen optischen Hintergrunds zu erhalten. Mit Daten, die über mehrere Wochen im Sommer 2023 gesammelt wurden, konnte das Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Marc Postman alle bekannten Lichtquellen ausschließen und nur den COB analysieren.

Es war gerade aufgrund der Entfernung des Raumschiffs von der Sonne möglich, solche genauen Messungen durchzuführen. Das Licht der Sonne und der Staub im inneren Teil des Sonnensystems erzeugen Verschmutzung, die solche Beobachtungen von der Erde oder näheren Weltraumteleskopen wie dem Hubble-Teleskop erschwert oder unmöglich macht. Deshalb ist New Horizons perfekt für solche Studien positioniert, da es weit von diesen Störquellen entfernt ist.

Messungen zeigen, dass das verbleibende Licht, das New Horizons detektieren konnte, vollständig mit der Menge an Licht übereinstimmt, die von allen bekannten Galaxien kommen sollte. Wissenschaftler fanden keine Beweise für unbekannte Objekte oder Lichtquellen, die zum kosmischen optischen Hintergrund beitragen könnten, was die Möglichkeit exotischer Partikel oder Licht emittierender Objekte ausschließt. Diese Entdeckung bestätigt das aktuelle Verständnis der Kosmologie und der Evolution des Universums vom Urknall bis zur Gegenwart.

New Horizons, das ursprünglich für die Erforschung von Pluto und anderen Objekten im Kuipergürtel zuständig war, tritt nun in eine neue Phase seiner Mission ein. Es wird erwartet, dass es weiterhin wichtige Daten über die äußeren Teile des Sonnensystems sowie über die Heliosphäre sendet, was den Wissenschaftlern helfen wird, besser zu verstehen, wie unser Sonnensystem mit dem interstellaren Raum interagiert. Dieses Raumschiff bietet eine einzigartige Gelegenheit für weitere Forschungen des Universums aus einer Perspektive, die keine andere Mission in naher Zukunft bieten kann.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass, obwohl New Horizons jetzt auf das Studium des Kuipergürtels fokussiert ist, seine Forschung zum kosmischen optischen Hintergrund wichtige Daten zur Geschichte des Universums liefert. Diese Messungen werden voraussichtlich die genauesten bleiben, bis ein neues Raumschiff für ähnliche Messungen gestartet wird, was in naher Zukunft nicht erwartet wird. Insgesamt eröffnen diese Entdeckungen neue Möglichkeiten zur Erforschung, wie Galaxien und Sterne das Universum geformt haben, wie wir es heute kennen.

Weitere Informationen zu dieser Forschung finden Sie unter diesem Link.

Quelle: University of Colorado Boulder