Dem »fossilen Sternenlicht« auf der Spur
sind Astronomen mit Infrarot- und Sub-mm-Radioteleskopen,
seit 1998 ein allgegenwärtiges Hintergrundleuchten im
fernen Infraroten in den All-Sky-Karten des Satelliten COBE
isoliert wurde. In diesem Cosmic Infrared Background
(CIRB) steckt ein großer Teil des Lichts, das Sterne und
Galaxien im Laufe der Geschichte des Alls im Sichtbaren und UV
abgestrahlt haben: Es wurde von Staub absorbiert und im
thermischen IR zwischen v.a. 100 µm und 1 mm
Wellenlänge wieder abgegeben. Die Energiedichte des CIRB
war eine Überraschung: Sie ist 200-mal höher als die
der Röntgen-Hintergrundstrahlung und mindestens so
groß wie das Hintergrundleuchten im sichtbaren Licht.
Das bedeutet, daß in der Vergangenheit viel mehr Sterne
entstanden sind als heute und daß ein größerer
Anteil des Sternlichts von Staub verschluckt wurde. Die
große Frage war jetzt: Wann strahlten diese Sterne?
Das Spektrum des CIRB gab einen ersten Hinweis, denn es
ähnelt dem von leuchtkräftigen (staubreichen)
Infrarotgalaxien oder LIRGs. Diese Galaxien erleben Episoden
besonders starker Sternentstehung (»Starbursts«),
fast immer als Folge von Kollisionen, wobei das Licht der Sterne
aber von jeder Menge Staub gleich wieder absorbiert wird. Das
Spektrum hat dadurch einen Buckel bei 80 µm, der CIRB
dagegen sein Maximum bei 140 µm: Wenn LIRG-artige
Galaxien dahinter steckten, dann mußten sie
Rotverschiebungen um 0.8 haben.
War das die Lösung? Mit Hilfe des Satelliten ISO konnte in
mühsamer Arbeit (vorgestellt in Artikel 409) gezeigt werden, daß LIRGs
und noch zehnmal leuchtkräftigeren ULIRGs bei derartigen
Rotverschiebungen tatsächlich für 55% bzw. weitere
20% des CIRB verantwortlich sind, während sie im
heutigen Universum fast gar keine Rolle mehr spielen. Es
fällt nun auf, daß die typischen Rotverschiebungen der
ISOCAM-Galaxien denen der Aktiven Galaktischen Kerne sehr
ähnlich sind, die wiederum die Quelle der
Röntgenhintergrundstrahlung sind: 0.8 bzw. 0.7. Und auch
die räumliche Verteilung der ISOCAM-Galaxien und AGN ist
vergleichbar: Beide Arten von Galaxien scheinen die Regionen
nachzuzeichnen, wo im Kosmos großräumige
Strukturen entstehen.
Während die ISOCAM-Galaxien für das Maximum
des CIRB verantwortlich sind, stammt dessen langwelliger Teil -
im Sub-mm-Bereich zwischen 300 und 1000 µm - von
ebenfalls IR-hellen Galaxien, die noch deutlich weiter entfernt
(und noch schwerer zu erforschen) sind. Ihre mittlere
Rotverschiebung liegt - nach der neuesten Kombination von
JCMT- und hochauflösenden VLT-Sichtungen plus
optischen Spektren - bei grob z=2.4, was wiederum mit der Epoche
der größten Aktivität der Quasare
zusammenfällt. Auch hier scheint es also einen
Zusammenhang zwischen leuchtkräftigen staubigen
Galaxien und Kernaktivität zu geben. Insgesamt stammen
rund 85% des CIRB von LIRGs und ULIRGs - und die Raumdichte
dieser Galaxien bei Rotverschiebungen > 2 liegt um das etwa
Tausendfache über dem Wert im heutigen Kosmos.
[30.4.2003]
[651] Quellen: Elbaz & Cesarsky, Science
11.4.2003 270-4 + Chapman & al., Nature 17.4.2003 695-
8 + Cowie, ibid. 670-1. Links: ein
Caltech PR
zur neuen JCMT-Analyse, Illustrationen
dazu, und historische Pressemitteilungen (von 1998) zur Entdeckung des CIRB durch
COBE
und den Beginn seiner Enträtselung durch das
JCMT und
ISO.
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