ربما سمعت عن الخلفية الكونية للميكروويف ، لكنها لا تتوقف عند هذا الحد. خلفية النيوترينو الكونية التي لم يتم الكشف عنها بعد تنتظر أن تعطينا نظرة على الثواني الأولى بعد الانفجار العظيم. بعد ذلك ، بالنظر إلى المستقبل ، هناك خلفيات أخرى عبر الطيف الكهرومغناطيسي - وكلها تساهم في ما يسمى بضوء الخلفية خارج المجرة ، أو EBL.
إن EBL هو كل الضوء المتكامل الذي تم إشعاعه من قبل جميع المجرات في كل الأوقات. على الأقل ، طوال الوقت منذ ظهور النجوم والمجرات - والذي كان بعد العصور المظلمة التي أعقبت إطلاق خلفية الميكروويف الكونية.
تم إصدار خلفية الميكروويف الكونية حوالي 380،000 سنة بعد الانفجار العظيم. ربما استمرت العصور المظلمة لمدة 750 مليون سنة أخرى ، حتى تشكلت النجوم الأولى والمجرات الأولى.
في العصر الحالي ، يقدر أن الخلفية الكونية الميكروية تشكل حوالي ستين بالمائة من كثافة الفوتون لجميع إشعاع الخلفية في الكون المرئي - النسبة المتبقية الأربعين في المائة التي تمثل EBL ، أي الإشعاع الذي تساهم به كل النجوم والمجرات التي ظهرت منذ ذلك الحين.
وهذا يعطي بعض الدلائل على الاندفاع الهائل للضوء الذي تمثله الخلفية الكونية للميكروويف ، على الرغم من أنه تحول منذ ذلك الحين إلى اللون الأحمر تقريبًا إلى غير مرئي على مدى 13.7 مليار سنة لاحقة. ويهيمن على EBL الخلفيات البصرية والأشعة تحت الحمراء ، والأولى هي ضوء النجوم والأخيرة عبارة عن غبار ساخن بواسطة ضوء النجوم الذي ينبعث منه الأشعة تحت الحمراء.
تمامًا كما يمكن لخلفية الميكروويف الكونية أن تخبرنا شيئًا عن تطور الكون السابق ، يمكن لخلفية الأشعة تحت الحمراء الكونية أن تخبرنا شيئًا عن التطور اللاحق للكون - خاصةً حول تكوين المجرات الأولى.
إن مصفوفة مصفوفة الكاشف الضوئي والمطياف (PACS) المسبار التطوري هو مشروع "وقت مضمون" لمرصد هيرشل الفضائي. مضمون يعني دائمًا وجود قدر معين من وقت التلسكوب مخصص لهذا المشروع بغض النظر عن الأولويات الأخرى. يهدف مشروع المسبار التطوري PACS ، أو PEP فقط ، إلى مسح الخلفية تحت الحمراء الكونية في المناطق الخالية من الغبار نسبيًا في السماء والتي تشمل: Lockman Hole؛ حقول المراصد العظيمة أصول المسح العميق (GOODS)؛ ومجال مسح التطور الكوني (COSMOS).
يقوم مشروع Herschel PEP بجمع البيانات لتمكين تحديد إشعاع إطار الراحة للمجرات إلى انزياح أحمر يبلغ حوالي z = 3 ، حيث تراقب المجرات عندما كان عمر الكون حوالي 3 مليار سنة. يعني إشعاع إطار الراحة إجراء تقدير لطبيعة الإشعاع المنبعث من تلك المجرات المبكرة قبل أن يتحول إشعاعها إلى اللون الأحمر من خلال التمدد المتداخل للكون.
تشير البيانات إلى أن الأشعة تحت الحمراء تساهم بحوالي نصف إجمالي ضوء الخلفية خارج المجرة. ولكن إذا نظرت فقط إلى العصر الحالي للكون المحلي ، فإن الأشعة تحت الحمراء تساهم فقط بثلثها. هذا يشير إلى أنه تم إنتاج المزيد من الأشعة تحت الحمراء في الماضي البعيد ، مما كان عليه في العصر الحالي.
قد يكون هذا لأن المجرات السابقة كانت تحتوي على غبار أكبر - بينما المجرات الحديثة أقل. على سبيل المثال ، لا تحتوي المجرات الإهليلجية تقريبًا على غبار ولا تشع تقريبًا أي أشعة تحت الحمراء. ومع ذلك ، فإن مجرات الأشعة تحت الحمراء المضيئة (LIRGs) تشع بقوة في الأشعة تحت الحمراء وأقل من ذلك في البصريات ، ويفترض أنها تحتوي على نسبة عالية من الغبار.
قد تنتج LIRGs من العصر الحديث عن عمليات الاندماج المجري التي توفر إمدادًا جديدًا من الغبار غير المحدود للمجرة ، مما يحفز تكوين النجوم الجديدة. ومع ذلك ، قد تكون هذه مماثلة تقريبًا لما تبدو عليه المجرات في الكون المبكر.
من المحتمل أن تكون المجرات الإهليلجية بلا غبار هي نقطة النهاية التطورية لدمج المجرات ، ولكن في حالة عدم وجود أي مادة جديدة لتغذية هذه المجرات تحتوي فقط على النجوم المتقادمة.
لذا يبدو أن وجود عدد متزايد من المجرات الإهليلجية في فنائك الخلفي هو علامة على أنك تعيش في عالم يفقد تدفق الشباب الجديد تحت الأحمر.
قراءة متعمقة: Berta et al بناء الطوب الكوني الخلفي بالأشعة تحت الحمراء باستخدام لبنة باستخدام Herschel / PEP
