Stephanie Bernard is één op de 24 miljoen. De PhD-kandidaat van de Universiteit van Melbourne is de enige Australiër die toegang heeft gekregen tot NASA's Spitzer Space Telescope. en ze gebruikt haar tijd om een ​​van de vroegste sterrenstelsels in het heelal te verkennen.

Geselecteerd uit honderden astrofysici die 12 maanden toegang tot de telescoop zoeken (vanaf medio 2016), Mevrouw Bernard analyseert nu infraroodsignalen van een oud sterrenstelsel dat de geheimen zou kunnen bevatten van hoe het leven zich in het universum heeft ontwikkeld.

"We zijn sterk gefocust op het begrijpen hoe de eerste generatie sterren gevormd is, " ze zegt.

Wetenschappers hebben de geboorte van het universum gedateerd op ongeveer 13,8 miljard jaar geleden, toen de oerknal plaatsvond. mevrouw Bernard en haar begeleider, astrofysicus dr. Michele Trenti, van de School voor Natuurkunde, hebben zojuist hun eerste partij gegevens van Spitzer ontvangen, en ze zijn gericht op een groot sterrenstelsel – groter dan onze eigen Melkweg – genaamd 11153+0056_514, die ergens tussen 500 en 800 miljoen jaar na de oerknal ontstond.

"Dus wat we doen is 13 miljard jaar teruggaan in de tijd, ’ zegt mevrouw Bernard.

Alleen het proces om een ​​sterrenstelsel te vinden dat zo oud is, is een uitdaging, laat ons de ingewikkelde details en oorsprong ervan verkennen.

"Het is als een speld in een hooiberg; deze sterrenstelsels zijn slechts een klein stukje in de lucht, zoiets als 150 tot 200 keer kleiner dan de maan, ' zegt dokter Trenti.

"We kunnen duizenden sterrenstelsels doorzoeken, en als we geluk hebben, er kan er een zijn die 13 miljard jaar in het verleden ligt. En als je op zoek bent naar de helderste sterrenstelsels van die tijd, die zijn nog zeldzamer, omdat sterrenstelsels zich klein beginnen te vormen en na verloop van tijd groeien en vaak samensmelten tot veel grotere sterrenstelsels."

Voorheen bekend als de Space Infrared Telescope Facility, de krachtige Spitzer Space Telescope maakt deel uit van het NASA Great Observatories-programma.

Het werd later vernoemd naar astronoom Lyman Spitzer, die in de jaren veertig het concept van ruimtetelescopen bepleitte.

De telescoop werd in 2003 de ruimte in gestraald en NASA was van plan hem twee en een half jaar te laten werken. mogelijk tot vijf.

Nutsvoorzieningen, in zijn 13e jaar, Spitzer gaat nog steeds sterk, ondanks dat de oorspronkelijke houdbaarheidsdatum goed en echt is gepasseerd. Hoewel sommige van de oorspronkelijke functies niet meer werken, omdat de telescoop geen vloeibare heliumbrandstof meer heeft, de twee kortegolf-infraroodcamera's werken nog steeds.

En het is deze infraroodmogelijkheid die toegang tot Spitzer zo belangrijk maakt.

Om de telescoop te gebruiken, Mevrouw Bernard stuurt de coördinaten van de melkweg naar NASA, die vervolgens de telescoop naar dat gebied positioneren als er genoeg andere verzoeken zijn om gegevens uit die bepaalde hoek van het universum. Ruwe gegevens worden vervolgens gemaild naar mevrouw Bernard, wie analyseert het.

Mevrouw Bernard en Dr. Trenti hebben melkweg 11153+0056_514 gevonden met behulp van de bekendere Hubble-ruimtetelescoop, maar om de details verder te onderzoeken, ze moesten het in infrarood zien, die niet kunnen worden gezien met het menselijk oog of Hubble.

Dr. Trenti zegt dat het belangrijk is om deze sterrenstelsels in infrarood te zien omdat het heelal uitdijt. Terwijl het licht van dit sterrenstelsel naar ons toe reist, verliest het energie, omdat de ruimte is uitgerekt.

"Deze verre sterrenstelsels zouden hoogenergetisch UV-licht hebben uitgestraald, maar omdat het heelal in de afgelopen 13 miljard jaar ongeveer 10 keer groter is geworden, tegen de tijd dat dit licht ons bereikt, het is uitgerekt, en de energie is lager dan wat het menselijk oog kan zien, ' zegt dokter Trenti.

Gezien Spitzers leeftijd, en het feit dat de veel geavanceerdere James Webb-telescoop - die uiteindelijk zowel Hubble als Spitzer zal vervangen - in 2018 wordt gelanceerd, dit was waarschijnlijk de laatste kans voor mevrouw Bernard om Spitzer te gebruiken.

De beelden die Spitzer de afgelopen 13 jaar naar de aarde heeft gestuurd, zijn betoverend. Wervelingen van neon paars, groente, rood, blauw en roze, in contrast met het donkerste zwart van het universum.

Maar het zal nog wel even duren voordat mevrouw Bernard en dr. Trenti alle gegevens die uiteindelijk die verbluffende beelden zullen opleveren, goed kunnen verwerken. Momenteel, hun afbeeldingen zien eruit als grote vlekken, zonder waarneembare details.

Maar deze vlekken zijn fascinerend voor mevrouw Bernard en kunnen enkele essentiële aanwijzingen bevatten die enkele van de meest diepgaande vragen van de mensheid kunnen beantwoorden.

"We hebben een basisidee van hoe dit sterrenstelsel eruit zou moeten zien en dus kammen we in feite door dit beeld en kijken of we het kunnen matchen met deze ideeën van het sterrenstelsel, ’ zegt mevrouw Bernard.

"Het vinden van deze eerste sterrenstelsels vertelt ons iets over hoe het universum er toen uitzag, omdat we kunnen kijken wat de eigenschappen van de melkweg zijn, wat voor soort sterren het erin heeft en we kunnen een idee krijgen van hoe deze processen die we vandaag in het universum zien, zoals sterrenstelsels die samensmelten, allemaal begonnen."

Het verkennen van het vroege heelal en zo dicht bij de oerknal komen, staat centraal in het onderzoek van mevrouw Bernard en dr. Trenti.

"Het is echt om een ​​van de meest fundamentele vragen te beantwoorden:waar hebben we, de mensheid, vandaan komen?" zegt Dr Trenti.

"Na de oerknal, het universum was een behoorlijk saaie plek; het was alleen waterstof, helium en sporen van misschien een paar zwaardere elementen zoals lithium, maar niets anders.

"Met tijd, kleine fluctuaties in deze elementen groeien en de zwaartekracht doet ze instorten en je hebt de fysieke omstandigheden die leiden tot de vorming van de eerste generatie sterren en sterrenstelsels. En die produceren chemische elementen door fusieprocessen en dan heb je de elementen - koolstof, zuurstof, ijzer - die nodig zijn voor het leven."