Met behulp van licht van de oerknal, een internationaal team onder leiding van de Cornell University en het Lawrence Berkeley National Laboratory van het Amerikaanse Department of Energy is begonnen met het onthullen van het materiaal dat de vorming van sterrenstelsels voedt.

"Er is onzekerheid over de vorming van sterren in sterrenstelsels die theoretische modellen niet kunnen voorspellen, " zei hoofdauteur Stefania Amodeo, een Cornell postdoctoraal onderzoeker in de astronomie aan het College of Arts and Sciences, die nu onderzoek doet aan het Observatorium van Straatsburg, Frankrijk. "Met dit werk we leveren tests voor modellen voor de vorming van sterrenstelsels om de vorming van sterrenstelsels en sterren te begrijpen."

Het onderzoek, "Atacama Kosmologie-telescoop:modellering van de gasthermodynamica in BOSS CMASS-sterrenstelsels van kinematische en thermische Sunyaev-Zel'dovich-metingen, " verschijnt in de editie van 15 maart van Fysieke beoordeling D .

Proto-sterrenstelsels zijn altijd vol gas en als ze afkoelen, de sterrenstelsels beginnen zich te vormen, zei senior auteur Nick Battaglia, assistent-professor astronomie aan de Cornell. "Als we gewoon een back-of-the-envelope berekening zouden doen, gas moet in sterren veranderen, "zei hij. "Maar dat doet het niet."

Sterrenstelsels zijn inefficiënt als ze sterren maken, aldus Battaglia. "Ongeveer 10% van het gas - hoogstens - in een bepaald sterrenstelsel verandert in sterren, " hij legde uit, "en we willen weten waarom."

De wetenschappers kunnen nu hun langdurige theoretische werk en simulaties controleren, door te kijken naar microgolfobservaties met gegevens en een wiskundige vergelijking uit de jaren 70 toe te passen. Ze hebben gekeken naar gegevens van Atacama Cosmology Telescope (ACT) - die de statisch gevulde kosmische microgolfachtergrond (CMB) -straling van de oerknal waarneemt - en zoeken naar de Sunyaev-Zel'dovich-effecten. Die combinatie van gegevens stelt de wetenschappers in staat om het materiaal eromheen in kaart te brengen dat de vorming van sterrenstelsels in verschillende stadia aangeeft.

"Hoe ontstaan ​​en evolueren sterrenstelsels in ons universum?" aldus Battaglia. "Gezien de aard van de astronomie, we kunnen niet zitten en kijken hoe een melkwegstelsel evolueert. We gebruiken verschillende telescopische snapshots van sterrenstelsels - en elk heeft zijn eigen evolutie - en we proberen die informatie samen te voegen. Vanaf daar, we kunnen de vorming van de Melkweg extrapoleren."

Effectief, de wetenschappers gebruiken de kosmische microgolfachtergrond - overblijfselen van de oerknal - als een 14 miljard jaar oud scherm met achtergrondverlichting om dit materiaal rond sterrenstelsels te vinden.

"Het is als een watermerk op een bankbiljet, " zei co-auteur Emmanuel Schaan, de Chamberlain postdoctoraal fellow bij het Lawrence Berkeley National Laboratory. "Als je het voor een tegenlicht plaatst, verschijnt het watermerk als een schaduw. Voor ons, de achtergrondverlichting is de kosmische microgolfachtergrond. Het dient om het gas van achteren te verlichten, zodat we de schaduw kunnen zien terwijl het CMB-licht door dat gas reist."

Samen met Simone Ferraro, divisiemedewerker bij Lawrence Berkeley, Schaan leidde het meetgedeelte van het project.

"We doen deze metingen van dit galactische materiaal op afstanden van melkwegcentra die nog nooit eerder zijn gedaan, " Zei Battaglia. "Deze nieuwe waarnemingen duwen het veld."