Prawdopodobnie słyszałeś o kosmicznym tle mikrofalowym, ale na tym się nie kończy. Na razie niewykrywalne kosmiczne tło neutrin jest tam, by dać nam widok na pierwsze sekundy po Wielkim Wybuchu. Następnie, patrząc dalej, istnieją inne tła w całym spektrum elektromagnetycznym - wszystkie z nich przyczyniają się do tak zwanego pozagalaktycznego światła tła lub EBL.
EBL jest zintegrowaną całością całego światła, które kiedykolwiek było promieniowane przez wszystkie galaktyki przez cały czas. Przynajmniej przez cały czas, odkąd po raz pierwszy powstały gwiazdy i galaktyki, co miało miejsce po epokach ciemności, które nastąpiły po uwolnieniu kosmicznego mikrofalowego tła.
Kosmiczne tło mikrofalowe zostało uwolnione około 380 000 lat po Wielkim Wybuchu. Ciemne wieki mogły trwać przez kolejne 750 milionów lat, aż do powstania pierwszych gwiazd i pierwszych galaktyk.
Szacuje się, że w obecnej erze kosmiczne tło mikrofalowe stanowi około sześćdziesiąt procent gęstości fotonów całego promieniowania tła we widzialnym wszechświecie - pozostałe czterdzieści procent reprezentuje EBL, czyli promieniowanie wniesione przez wszystkie gwiazdy i galaktyki które pojawiły się odtąd.
Daje to pewne wskazówki na temat ogromnego rozbłysku światła, które reprezentowało kosmiczne tło mikrofalowe, chociaż od tego czasu zostało ono przesunięte na czerwono w prawie niewidoczną przez kolejne 13,7 miliarda lat. EBL jest zdominowany przez tła optyczne i podczerwone, przy czym pierwsze to światło gwiazd, a drugie to pył ogrzewany przez światło gwiazd emitujące promieniowanie podczerwone.
Podobnie jak kosmiczne tło mikrofalowe może nam powiedzieć coś o ewolucji wcześniejszego wszechświata, tak kosmiczne tło podczerwieni może nam powiedzieć coś o późniejszej ewolucji wszechświata - szczególnie o tworzeniu pierwszych galaktyk.
Sonda ewolucyjna fotodetektora i spektrometru (PACS) to projekt „gwarantowanego czasu” dla Obserwatorium Kosmicznego Herschela. Gwarantowane oznacza, że zawsze jest określony czas teleskopu poświęcony temu projektowi, niezależnie od innych priorytetów. Projekt PACS Evolutionary Probe, lub po prostu PEP, ma na celu zbadanie kosmicznego tła podczerwieni w stosunkowo wolnych od pyłu obszarach nieba, które obejmują: Otwór Lockmana; pola Great Observatories Origins Deep Survey (GOODS); oraz pole Cosmic Evolution Survey (COSMOS).
Projekt Herschel PEP zbiera dane, aby umożliwić określenie promieniowania ramek spoczynkowych galaktyk do przesunięcia ku czerwieni około z = 3, gdzie obserwujesz galaktyki, gdy wszechświat miał około 3 miliardów lat. Promieniowanie spoczynkowe oznacza oszacowanie natury promieniowania emitowanego przez te wczesne galaktyki, zanim ich promieniowanie zostało przesunięte na czerwono przez pośrednią ekspansję wszechświata.
Dane wskazują, że podczerwień stanowi około połowy całkowitego pozagalaktycznego światła tła. Ale jeśli spojrzysz na obecną erę wszechświata lokalnego, podczerwień stanowi tylko jedną trzecią. Sugeruje to, że w odległej przeszłości wytworzono więcej promieniowania podczerwonego niż w obecnej epoce.
Może to być spowodowane tym, że wcześniejsze galaktyki miały więcej pyłu - podczas gdy współczesne galaktyki miały mniej. Na przykład galaktyki eliptyczne prawie nie mają pyłu i prawie nie emitują podczerwieni. Jednak świecące galaktyki w podczerwieni (LIRG) promieniują silnie w podczerwieni, a mniej w optycznym, prawdopodobnie dlatego, że mają wysoką zawartość pyłu.
Współczesne LIRG mogą wynikać z fuzji galaktycznych, które zapewniają nowy dopływ niezwiązanego pyłu do galaktyki, stymulując powstawanie nowych gwiazd. Niemniej jednak mogą one być mniej więcej analogiczne do tego, jak wyglądały galaktyki we wczesnym wszechświecie.
Bezpyłowe, eliptyczne galaktyki są prawdopodobnie ewolucyjnym punktem końcowym połączenia galaktyk, ale przy braku jakiegokolwiek nowego materiału, który mógłby je odżywić, zawierają po prostu starzejące się gwiazdy.
Wygląda więc na to, że rosnąca liczba galaktyk eliptycznych na swoim podwórku jest znakiem, że żyjesz we wszechświecie, który traci swój świeży, podczerwony blask młodości.
Dalsza lektura: Berta i in. Budowanie kosmicznego tła podczerwieni cegła po cegle z Herschel / PEP
