Extragalaktisches Hintergrundlicht

Extragalaktisches Hintergrundlicht

Extragalaktisches Hintergrundlicht (CUVOB) im spektralen Verlauf der gesamten diffusen extragalaktischen Hintergrundstrahlung

Das extragalaktische Hintergrundlicht (englisch extragalactic background light; auch CUVOB, d. h. Cosmic Ultraviolet/Optical Background, dt. kosmischer ultravioletter und optischer Hintergrund) ist eine diffuse isotrope elektromagnetische Strahlung im Bereich des Infraroten, der Ultraviolett- und optischen Strahlung. Sie ist zusammengesetzt aus rotverschobener Strahlung von der Sternentstehung plus einem geringen Anteil von aktiven galaktischen Kernen.

Einordnung

Das extragalaktische Hintergrundlicht ist Bestandteil des metagalaktischen Strahlungsfelds bzw. der diffusen extragalaktischen Hintergrundstrahlung, die den gesamten Bereich der elektromagnetischen Strahlung von der Radio- bis zur Gammastrahlung umfasst. Weitere Teile der diffusen extragalaktischen Hintergrundstrahlung sind:

  • der kosmische Radiohintergrund (cosmic radio background CRB)
  • die kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung (cosmic microwave background CMB)
  • der kosmische Röntgenhintergrund (cosmic X-ray background CXB)
  • die diffuse extragalaktische Gammastrahlung (diffuse extragalactic gamma-ray radiation oder auch cosmic gamma-ray background CGB).

Nachweis

Ein direkter Nachweis des extragalaktischen Hintergrundlichts mit Wellenlängen von 0,1 µm bis 1 mm gestaltet sich schwierig, da der Beitrag des Zodiakallichts und von nicht aufgelösten Quellen nur schwer bestimmbar ist. Wegen dieser Unsicherheiten sind in der Literatur abweichende Werte für das Strahlungsfeld des CUVOBs angegeben worden. Der direkte Nachweis ist weiterhin eingeschränkt auf den optischen Bereich wegen einer geringen Empfindlichkeit der Detektoren im UV-Bereich und eines geringen Auflösungsvermögens im fernen Infraroten.

Bei hoher Rotverschiebung mit z > 2 im Bereich des Lyman-Alpha-Walds moduliert das extragalaktische Hintergrundlicht die Absorption in den Spektren einiger Quasare und Blazare. Die Modulationen erlauben es, eine obere Grenze für den Beitrag des CUVOB zu setzen.

Im Bereich hochenergetischer Gammastrahlung ist eine Wechselwirkung mit dem extragalaktischen Hintergrundlicht vermutet worden. Durch die Wechselwirkung kommt es zu einer Umwandlung der Gammastrahlung mit einer Erzeugung von Elektron-Positron-Paaren. Diese hochrelativistischen Elektron-Positron-Paare wiederum sollten über den inversen Compton-Effekt die kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung streuen und sekundäre Gammastrahlung erzeugen. Ein Nachweis dieser sekundären Gammastrahlung ist bisher nicht gelungen. Die Dämpfung der Gammastrahlung kann genutzt werden, um Obergrenzen auf die Entwicklung und Amplitude des extragalaktischen Hintergrundlichts zu setzen.

Bedeutung

Das extragalaktische Hintergrundlicht ist Bestandteil der beobachtenden Kosmologie. Es stellt einen signifikanten Anteil der durch nukleare und gravitative Prozesse freigesetzten elektromagnetischen Strahlung seit dem Zeitalter der Rekombination dar. Die Strahlung ist verschoben durch die kosmische Rotverschiebung und modifiziert mittels Absorption und Reemission durch Staub. Daher liefern die Intensität und der spektrale Verlauf des extragalaktischen Hintergrundlichts Informationen über die Entstehung und Entwicklung von Galaxien und ihrer Bestandteile.

Literatur

  • Vikram Khaire, Raghunathan Srianand: Star formation history, dust attenuation and extragalactic background light. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2014, arxiv:1405.7038v1.
  • Luigi Costamante: Gamma-rays from Blazars and the Extragalactic Background Light. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2013, arxiv:1309.0612v1.
  • Yan Gong, Asantha Cooray: THE EXTRAGALACTIC BACKGROUND LIGHT FROM THE MEASUREMENTS OF THE ATTENUATION OF HIGH-ENERGY GAMMA-RAY SPECTRUM. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2013, arxiv:1305.5249v2.
  • M. Ackermann et al.: The Imprint of The Extragalactic Background Light in the Gamma-Ray Spectra of Blazars. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2012, arxiv:1211.1671v1.
  • Eli Dwek, Frank Krennrich: The Extragalactic Background Light and the Gamma-ray Opacity of the Universe. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2012, arxiv:1209.4661v2.

Diese Artikel könnten dir auch gefallen



Die letzten News


27.07.2021
Topologie in der Biologie
Ein aus Quantensystemen bekanntes Phänomen wurde nun auch im Zusammenhang mit biologischen Systemen beschrieben: In einer neuen Studie zeigen Forscher dass der Begriff des topologischen Schutzes auch für biochemische Netzwerke gelten kann.
26.07.2021
Nadel im Heuhaufen: Planetarische Nebel in entfernten Galaxien
Mit Daten des Instruments MUSE gelang Forschern die Detektion von extrem lichtschwachen planetarischen Nebeln in weit entfernten Galaxien.
26.07.2021
Langperiodische Schwingungen der Sonne entdeckt
Ein Forschungsteam hat globale Schwingungen der Sonne mit sehr langen Perioden, vergleichbar mit der 27-tägigen Rotationsperiode der Sonne, entdeckt.
26.07.2021
Ein Stoff, zwei Flüssigkeiten: Wasser
Wasser verdankt seine besonderen Eigenschaften möglicherweise der Tatsache, dass es aus zwei verschiedenen Flüssigkeiten besteht.
26.07.2021
Ins dunkle Herz von Centaurus A
Ein internationales Forscherteam hat das Herz der nahegelegenen Radiogalaxie Centaurus A in vorher nicht erreichter Genauigkeit abgebildet.
26.07.2021
Ein möglicher neuer Indikator für die Entstehung von Exoplaneten
Ein internationales Team von Astronomen hat als erstes weltweit Isotope in der Atmosphäre eines Exoplaneten nachgewiesen.
26.07.2021
Auf dem Weg zur Supernova – tränenförmiges Sternsystem offenbart sein Schicksal
Astronomen ist die seltene Sichtung zweier Sterne gelungen, die spiralförmig ihrem Ende zusteuern, indem sie die verräterischen Zeichen eines tränenförmigen Sterns bemerkten.
26.07.2021
Quantenteilchen: Gezogen und gequetscht
Seit kurzem ist es im Labor möglich, die Bewegung schwebender Nanoteilchen in den quantenmechanischen Grundzustand zu versetzen.
26.07.2021
Ein Kristall aus Elektronen
Forschenden der ETH Zürich ist die Beobachtung eines Kristalls gelungen, der nur aus Elektronen besteht. Solche Wigner-​Kristalle wurden bereits vor fast neunzig Jahren vorhergesagt, konnten aber erst jetzt direkt in einem Halbleitermaterial beobachtet werden.
26.07.2021
Neue Erkenntnisse zur Entstehung des chaotischen Terrains auf dem Mars
Gebiete wie diese gibt es auf der Erde nicht: Sie sind durchzogen von Kratern, Rissen, Kämmen, Tälern, großen und kleinen eckigen Blöcken.
26.07.2021
Synthese unter Laserlicht
Eine Forschungsgruppe hat neue Methode zur Bildung von protoniertem Wasserstoff entdeckt. Mit starken Laserpulsen erzeugen Physiker des attoworld-Teams am Max-Planck-Instituts für Quantenoptik und der Ludwig-Maximilians-Universität München erstmals protonierten Wasserstoff an Nanooberflächen.
26.07.2021
Materiestraße im All lässt Galaxienhaufen wachsen
Vor einem halben Jahr meldeten Astronomen der Universität Bonn die Entdeckung eines extrem langen intergalaktischen Gasfadens mit dem Röntgenteleskop eROSITA.
26.07.2021
Kosmischer Treffpunkt für Galaxienhaufen
Was treibt Galaxien an, oder führt zu ganzen Ansammlungen von Galaxien – sogenannte Galaxienhaufen? Obwohl kosmologische Modelle und Simulationen diese Strukturen und die Rolle, die sie spielen könnten, vorausgesagt haben, ist die Bestätigung ihrer Existenz durch die Beobachtung mit dem Röntgen-Weltraumteleskop eROSITA ziemlich neu.
28.06.2021
Quantensimulation: Messung von Verschränkung vereinfacht
Forscher haben ein Verfahren entwickelt, mit dem bisher kaum zugängliche Größen in Quantensystemen messbar gemacht werden können.
28.06.2021
Exotische Supraleiter: Das Geheimnis, das keines ist
Wie reproduzierbar sind Messungen in der Festkörperphysik? Ein Forschungsteam analysierte wichtige Messungen neu. Sie fanden heraus: Ein angeblich sensationeller Effekt existiert gar nicht.
28.06.2021
Paradoxe Wellen: Gefangene Lichtteilchen auf dem Sprung
Physikern ist es gelungen, ein neuartiges Verhalten von Lichtwellen zu beobachten, bei welchem Licht durch eine neue Art von Unordnung auf kleinste Raumbereiche begrenzt wird.
28.06.2021
Isolatoren bringen Quantenbits zum Schwitzen
Schwachleitende oder nichtleitende Materialien haben Innsbrucker Physiker als wichtige Quelle für Störungen in Ionenfallen-Quantencomputern identifiziert.
23.06.2021
Fürs Rechenzentrum: bisher kompaktester Quantencomputer
Quantencomputer waren bislang Einzelanfertigungen, die ganze Forschungslabore füllten.
17.06.2021
Helligkeitseinbruch von Beteigeuze
Als der helle, orangefarbene Stern Beteigeuze im Sternbild Orion Ende 2019 und Anfang 2020 merklich dunkler wurde, war die Astronomie-Gemeinschaft verblüfft.
17.06.2021
Das Elektronenkarussell
Die Photoemission ist eine Eigenschaft unter anderem von Metallen, die Elektronen aussenden, wenn sie mit Licht bestrahlt werden.
17.06.2021
Ultrakurze Verzögerung
Trifft Licht auf Materie geht das an deren Elektronen nicht spurlos vorüber.
17.06.2021
Entdeckung der größten Rotationsbewegung im Universum
D
13.06.2021
Die Taktgeber der Sonne
Nicht nur der prägnante 11-Jahres-Zyklus, auch alle weiteren periodischen Aktivitätsschwankungen der Sonne können durch Anziehungskräfte der Planeten getaktet sein.
13.06.2021
Wenn Schwarze Löcher den Weg für die Sternentstehung in Satellitengalaxien freimachen
Eine Kombination von systematischen Beobachtungen mit kosmologischen Simulationen hat gezeigt, dass Schwarze Löcher überraschenderweise bestimmten Galaxien helfen können, neue Sterne zu bilden.
13.06.2021
Flüssiges Wasser auf Monden sternenloser Planeten
Monde sternenloser Planeten können eine Atmosphäre haben und flüssiges Wasser speichern. Münchner Astrophysiker haben berechnet, dass die Wassermenge ausreicht, um Leben auf diesen wandernden Mond-Planeten-Systemen zu ermöglichen und zu erhalten.