Extragalaktisches Hintergrundlicht

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Das extragalaktische Hintergrundlicht (englisch extragalactic background light) 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. Das extragalaktische Hintergrundlicht wird auch als CUVOB (Cosmic Ultraviolet/Optical Background, dt. kosmischer ultravioletter und optischer Hintergrund) bezeichnet.

Nachweis[Bearbeiten]

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 Auflösungsvermögen im fernen Infraroten.

Bei hoher Rotverschiebung mit z > 2 im Bereich des Lyman-Alpha-Walds moduliert das extragalaktische Hintergrundlicht die Absorption in den Spektren von einigen Quasaren und Blazaren. 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 Annihilation der Gammastrahlung mit einer Erzeugung von Elektron-Positron-Paaren. Die hochrelativtischen Elektron-Positron-Paare wiederum sollten über den inversen Compton-Effekt die kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung streuen und sekundäre Gammastrahlung erzeugen. Es ist bisher nicht gelungen die sekundäre Gammastrahlung nachzuweisen. Die Dämpfung der Gammastrahlung kann genutzt werden, um Obergrenzen auf die Entwicklung und Amplitude des extragalaktischen Hintergrundlichts zu setzen.

Einordnung[Bearbeiten]

Spektraler Verlauf der diffusen extragalaktischen Hintergrundstrahlung

Das extragalaktische Hintergrundlicht ist Bestandteil des Metagalaktischen Strahlungsfelds oder auch diffuse extragalaktische Hintergrundstrahlung. Diese umfasst den gesamten Bereich der elektromagnetischen Strahlung von der Radiostrahlung bis zur Gammastrahlung. Das metagalaktische Strahlungsfeld besteht aus

  • dem kosmischen Radiohintergrund (cosmic radio background)
  • der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung
  • dem extragalaktischen Hintergrundlicht
  • dem kosmischen Röntgenhintergrund (cosmic X-ray background)
  • der diffusen extragalaktischen Gammastrahlung (diffuse extragalactic gamma-ray radiation oder auch cosmic gamma-ray background)

Bedeutung[Bearbeiten]

Das extragalaktische Hintergrundlicht ist Bestandteil der beobachtenden Kosmologie. Die CUVOB 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 durch Absorption und Reemission von Staub modifiziert worden. Daher stellt die Intensität und der spektrale Verlauf des extragalaktischen Hintergrundlichts Informationen über die Entstehung und Entwicklung von Galaxien und ihrer Bestandteile.

Literatur[Bearbeiten]

  •  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.