Wissenschaftler an der CU Boulder entwickeln einen Satelliten von der Größe eines Toasters, um eines der grundlegendsten Geheimnisse des Kosmos zu untersuchen: wie die Strahlung von Sternen von den ersten Galaxien ihren Weg fand, um die Zusammensetzung des Universums grundlegend zu verändern.
Diese Ergebnisse werden während des Experiments zum Testen von Supernova-Überresten und Stellvertretern für die Reionisierung (SPRITE), finanziert NASA Missionen unter der Leitung des Laboratory of Atmospheric and Space Physics (LASP) Im CU Boulder.
Das für 2022 geplante SPRITE im Wert von 4 Millionen US-Dollar ist das neueste in der LASP-Reihe kleiner Raumfahrzeuge. Dieser CubeSat wird etwas mehr als einen Fuß lang sein und etwa 40 Pfund wiegen. Es wird auch beispiellose Daten von modernen Sternen und Supernovae sammeln, um Wissenschaftlern dabei zu helfen, eine Zeit in der kosmischen Geschichte besser zu verstehen, die als Reionisierungsepoche bezeichnet wird, eine Periode, in der die ersten Sterne des Universums schnell lebten, explodierten und in nur wenigen Millionen Jahren zu einer Supernova wurden.
„Wir versuchen herauszufinden, wie das Universum aussah, als es entstand, und wie es sich zu dem entwickelte, was es heute ist“, sagte Brian Fleming, Forschungsprofessor bei LASP, der die SPRITE-Mission leitet.
Das Team hofft auch, dass SPRITE zeigen wird, was CubeSats leisten können. Heute konzentrieren sich die meisten dieser Miniatur-Raumfahrzeuge auf die Untersuchung von Phänomenen, die näher an der Heimat liegen, wie das Wetter auf der Erde oder Eruptionen, die von der Oberfläche der Sonne ausbrechen.
Fleming erklärte, dass das Universum vor der Ära der Reionisierung nicht so war, wie es heute ist. Die ersten Sterne und Galaxien im Weltraum begannen sich gerade zu bilden, aber ihr Licht konnte sich nicht so weit in den Weltraum ausbreiten wie heute - die riesigen Entfernungen zwischen Galaxien waren mit neutralem Gas gefüllt, das das Universum effektiv trübte.
Dann, vor etwas mehr als 13 Milliarden Jahren, begann sich das zu ändern: Strahlung von diesen jungen Sternen begann, aus ihren Galaxien auszubrechen und das umgebende Gas zu ionisieren, Elektronen von Wasserstoffatomen wegzustoßen und die Natur der Materie des Universums zu verändern.
Es gibt nur ein Problem mit der Theorie: Wissenschaftler sind sich immer noch nicht sicher, wie diese Welt den ersten Galaxien des Universums entkommen konnte. Eine Theorie besagt, dass alte Supernovae die Wolken aus dichtem Gas, die diese frühen Sterne umgaben, wie riesige Laubbläser im Weltraum weggeblasen haben.
SPRITE wird nicht versuchen, diese uralten Eruptionen direkt zu beobachten. Stattdessen wird er zwei Inspektionen näher an seinem Wohnort durchführen. Man wird messen, wie nahe Galaxien ionisierende Strahlung aussenden. Die zweite konzentriert sich auf die Überreste von Sternen, die in den Magellanschen Wolken explodierten, zwei Zwerggalaxien, die unsere Milchstraße umgeben.
Es wird nicht einfach. Solche Strahlung kann nur in einem schmalen Fenster aus ultraviolettem Licht gesehen werden, das in der Vergangenheit mit Teleskopen schwer zu erkennen war. Um diese Einschränkung zu umgehen, experimentiert das SPRITE-Team mit einer Reihe neuer Technologien, die noch nie zuvor im Weltraum geflogen sind. Dazu gehört eine spezielle Art von Spiegelbeschichtung, die UV-Licht in CubeSat-Detektoren reflektieren soll.
Das SPRITE-Team ist dabei, das Design des Raumfahrzeugs fertigzustellen und wird bald mit dem Prototyping von Teilen beginnen.
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