Het universum bevat een verbijsterend aantal sterren, maar de beste schattingen van wetenschappers kunnen een ondertelling zijn. Een door NASA gefinancierde sondeerraket wordt gelanceerd met een verbeterd instrument om te zoeken naar bewijs van extra sterren die mogelijk zijn gemist in het aantal sterren.

Het Kosmische Infrarood Achtergrond Experiment-2, of CIBER-2, missie is de laatste in een reeks klinkende raketlanceringen die begon in 2009. Onder leiding van Michael Zemcov, assistent-professor natuurkunde en sterrenkunde aan het Rochester Institute of Technology in New York, Het lanceervenster van CIBER-2 opent op 6 juni bij de White Sands Missile Range in New Mexico, 2021.

Als je het genoegen hebt gehad om een ​​open lucht te zien op een heldere, donkere nacht, je bent waarschijnlijk getroffen door het enorme aantal sterren. Misschien heb je zelfs geprobeerd ze op te tellen. (Als niet, een hint:er zijn ergens rond de vijfduizend zichtbaar voor het blote oog vanaf de aarde.) Maar het echte wonder is dat onze gespikkelde nachtelijke hemel slechts het kleinste voorbeeld vertegenwoordigt van wat er echt is.

Om een ​​ruwe schatting te krijgen van het totale aantal sterren in het heelal, wetenschappers hebben het gemiddelde aantal sterren in een melkwegstelsel berekend - sommige schattingen schatten het op ongeveer 100 miljoen, hoewel het 10 of meer keer hoger zou kunnen zijn - en het vermenigvuldigd met het aantal sterrenstelsels, geschat op ongeveer 2 biljoen (ook zeer voorlopig). Dat levert je honderd triljoen sterren op (of 1 met 21 nullen erachter). Dat zijn meer dan 10 sterren voor elke zandkorrel op aarde (geschat op ongeveer zeven en een half triljoen).

Maar zelfs dat astronomisch hoge aantal kan een onderschatting zijn. Die berekening gaat uit van alle, of in ieder geval de meeste, sterren bevinden zich in sterrenstelsels. Op basis van recente bevindingen, dat is misschien niet helemaal waar - en dat is wat de CIBER-2-missie probeert te achterhalen.

Het CIBER-2-instrument, zoals het eerdere CIBER-instrument waarop het is gebaseerd, zal worden gelanceerd aan boord van een sondeerraket - een kleine suborbitale raket die wetenschappelijke instrumenten vervoert op korte reizen de ruimte in voordat ze terugvallen naar de aarde voor herstel. Eenmaal boven de atmosfeer van de aarde, CIBER-2 zal een stukje lucht van ongeveer 4 vierkante graden inspecteren - ter referentie, de volle maan neemt ongeveer een halve graad in beslag - inclusief tientallen clusters van sterrenstelsels. Het telt geen sterren, maar het zal het diffuse detecteren, kosmosvullende gloed die bekend staat als het extragalactische achtergrondlicht.

"Deze achtergrondgloed is het totale licht dat in de kosmische geschiedenis is geproduceerd", zei Jamie Bock, hoogleraar natuurkunde aan Caltech in Pasadena, Californië, en hoofdonderzoeker voor de eerste vier vluchten van CIBER. Dat achtergrondlicht overspant een reeks golflengten, maar CIBER-2 zal zich concentreren op een klein deel dat de kosmische infraroodachtergrond wordt genoemd, of CIB. Men denkt dat een groot deel van de CIB afkomstig is van M- en K-dwergen, de meest voorkomende stertypes in het heelal, hoewel dat niet de enige bijdrage is. "Onze methode meet het totale licht, inclusief uit bronnen die we nog niet hebben geïdentificeerd, ' zei Bok.

Als je individuele sterren in een melkwegstelsel niet kunt tellen, De helderheid van de CIB zou je een goede schatting moeten geven van hoeveel M- en K-dwergen er zijn. En als al die sterren zich in de melkweg bevinden, dat licht moet het helderst zijn in de richting van het midden. In 2007, wetenschappers gebruikten NASA's Spitzer Space Telescope om naar clusters van sterrenstelsels te kijken en dit soort metingen uit te voeren.

Maar Spitzer nam meer licht waar dan verwacht werd van bekende melkwegpopulaties - de fluctuaties in helderheid van de CIB lieten doorschemeren dat ze iets misten.

Bock en Zemcov - destijds postdoctoraal onderzoeker maar nu hoofdonderzoeker van CIBER-2 - vlogen de eerste CIBER-missie om die resultaten te controleren met een telescoop die beter is geoptimaliseerd voor de taak.

"Dus we deden die meting, en we kwamen met een oncomfortabel antwoord, " zei Zemcov. "Er waren veel meer schommelingen dan we hadden verwacht - een verklaring is dat er meer licht van buiten sterrenstelsels komt dan we hadden gedacht."

Het extra licht, zij geloven, kan afkomstig zijn van de glinstering van verdwaalde dwergsterren. Deze sterren kunnen uit hun eigen melkwegstelsel zijn geslingerd toen het samensmolt met een ander, een proces dat bekend staat als getijdenstrippen. Van zulke verafgelegen sterren is bekend dat ze de Melkweg omringen, hoewel de huidige tellingen suggereren dat er lang niet genoeg van zijn om het gemeten CIBER-signaal te produceren.

"Steeds meer onderzoek suggereert dat er een aanzienlijk aantal sterren van dit type zijn buiten sterrenstelsels, ' zei Zemcov.

Maar alternatieve hypothesen voor dit overtollige licht zijn ontstaan. "We weten dat een deel van dat licht afkomstig is van sterrenstelsels, en sommigen de eerste sterren die ooit schitteren, ook al zijn ze al lang weg, " zei Bock. Wat licht van ons eigen melkwegstelsel zou zelfs de metingen kunnen vervuilen, hoewel het CIBER-team zijn best heeft gedaan om het eruit te filteren. Er zijn ook meer exotische mogelijkheden, zoals zwarte gaten uit het vroege heelal die direct instorten – enorme gaswolken die ineenstortten tot zwarte gaten zonder eerst sterren te worden – waarvan het ultraviolette licht zich over de uitdijende ruimte zou hebben uitgerekt tot in de langere infrarode golflengten die we tegenwoordig zien. CIBER-2 is ontworpen om de zaak te helpen oplossen door deze mogelijkheden te onderscheiden.

Licht van extragalactische M- en K-dwergen moet overgaan in het zichtbare bereik, dus CIBER-2 is ontworpen om een ​​groter bereik aan golflengten waar te nemen - van het nabij-infrarood tot groen zichtbaar licht - om te zien of het er is. CIBER-2 kan ook licht onderscheiden van de eerste sterrenstelsels en sterren of vroege direct instortende zwarte gaten:bij beide zou een karakteristiek deel van hun totale licht ontbreken, het deel geabsorbeerd door de dikke mist van intergalactische waterstof in het vroege heelal.

Voor nu, alle mogelijkheden blijven op tafel liggen. Maar als onze sterrentelling inderdaad zou stijgen, De resultaten van CIBER-2 zouden ons dat binnenkort kunnen vertellen.

"Er zijn aanwijzingen dat we zeker niet alle spullen in het universum opvangen. En hoe meer mensen kijken, hoe meer ze zien, zei Zemcov.