Obrázok vľavo ukazuje časť našej oblohy, nazývanú Boötesovo pole, v infračervenom svetle, zatiaľ čo obrázok vpravo ukazuje záhadné infračervené žiarenie pozadia zachytené Spitzerovým vesmírnym teleskopom NASA v rovnakej oblasti oblohy. Kredit: NASA / JPL-Caltech
Čo spôsobuje infračervené teleskopy tajomnú žiaru žiarenia, ktorá je viditeľná po celej oblohe? Odpoveď môže spočívať v kombinácii konceptov, ktoré sú relatívne nové v oblasti astronómie a sú tiež trochu kontroverzné. Rogue hviezdy, ktoré boli vyhodené z galaxií, môžu byť zakomponované do halónov temnej hmoty, ktoré boli teoreticky obklopené galaxiami. Zatiaľ čo tieto svätyne temných hmôt boli predtým detegované iba nepriamo pozorovaním ich gravitačných účinkov, môžu tiež držať zdroj záhadnej pozadia žiarenia žiarenia.
"Infračervené žiarenie na našej oblohe bolo obrovské tajomstvo," uviedla Asantha Cooray z Kalifornskej univerzity v Irvine, vedúca autorka nového výskumu, ktorý bol dnes publikovaný v časopise Nature. „Máme nové dôkazy, že toto svetlo pochádza z hviezd, ktoré pretrvávajú medzi galaxiami. Jednotlivé hviezdy sú príliš slabé na to, aby ich bolo vidieť, ale myslíme si, že vidíme ich kolektívnu žiaru. “
Kolektívna žiara pochádza z „interhala“ halogénov temnej hmoty, ktoré prenikajú do vesmíru, a môže odpovedať na veľkú otázku, prečo množstvo pozorovaného svetla prekračuje množstvo svetla emitovaného zo známych galaxií.
„Galaxie existujú v haloch temnej hmoty, ktoré sú omnoho väčšie ako galaxie; Keď sa galaxie spoja a zlúčia sa, halo temnej hmoty sa zväčší a hviezdy a plyn sa prepadnú do stredu halou, “uviedol Edward L. (Ned) Wright z UCLA a člen tímu, ktorý použil vesmírny teleskop Spitzer vyhľadajte zdroj infračerveného svetla. „Hovoríme, že jedna z tisícov hviezd to neurobí a namiesto toho sa distribuuje ako temná hmota. Temnú hmotu nevidíte veľmi dobre, ale navrhujeme, aby v nej skutočne bolo niekoľko hviezd - iba jedna desatina z 1 percenta z počtu hviezd vo svetlej časti galaxie. Jedna hviezda z tisíce sa dostane z viditeľnej galaxie a rozloží sa ako temná hmota. “
Temná hmota halo nie je úplne tma, povedal Wright. "Drobná frakcia, jedna desatina percenta hviezd v centrálnej galaxii, sa rozšírila do halou, čo môže spôsobiť výkyvy, ktoré vidíme."
Vo veľkých zoskupeniach galaxií našli astronómovia oveľa vyššie percentá halogénového svetla, až 20 percent, povedal Wright.
Na túto štúdiu použili Cooray, Wright a kolegovia Spitzerov vesmírny teleskop na vytvorenie infračervenej mapy oblasti oblohy v súhvezdí Boötes. Svetlo k nám cestuje už 10 miliárd rokov.
„Pravdepodobne sa toto svetlo v haloch vyskytuje všade na oblohe a jednoducho sa nemeria nikde inde,“ povedal Wright, ktorý je tiež hlavným vyšetrovateľom misie NASA Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE).
"Ak dokážeme skutočne pochopiť pôvod infračerveného pozadia, dokážeme pochopiť, kedy bolo vyrobené všetko svetlo vo vesmíre a koľko bolo vyprodukované," povedal Wright. „Na tomto pozadí je zakódovaná história celej výroby svetla vo vesmíre. Hovoríme, že fluktuácie môžu byť spôsobené fuzzy hranami galaxií, ktoré existovali v rovnakom čase, keď vznikla väčšina hviezd, približne pred 10 miliardami rokov. “
Svetlo sa na snímkach Spitzer objaví so škvrnitým vzorom.
Nové zistenie je v rozpore so štúdiou, ktorá vyšla tento rok v lete. Alexander „Sasha“ Kašlinskij z Goddardovho vesmírneho letového centra NASA a jeho tím sa pozreli na tú istú škvrnu oblohy s Spitzerom a navrhli svetlo, vďaka ktorému bude neobvyklý vzor vychádzať z prvých hviezd a galaxií.
V novej štúdii sa Cooray a jeho kolegovia pozreli na údaje z väčšej časti oblohy, nazývané Bootesovské pole, pokrývajúce oblúk rovnajúci sa 50 úplným zemským mesiacom. Tieto pozorovania neboli také citlivé ako pozorovania zo štúdií skupiny Kašlinského, ale vo väčšom meradle mohli vedci lepšie analyzovať štruktúru infračerveného svetla v pozadí.
„Pozerali sme sa na oblasť Bootes so Spitzerom 250 hodín,“ uviedol spoluautor Daniel Stern z Jet Propulsion Laboratory v Pasadene v Kalifornii. „Štúdium slabého infračerveného pozadia bolo jedným z hlavných cieľov nášho prieskumu a starostlivo sme navrhli pozorovania s cieľom priamo sa zaoberať dôležitou a náročnou otázkou, čo spôsobuje žiarenie pozadia. “
Tím dospel k záveru, že svetelný obrazec infračerveného žiarenia nie je v súlade s teóriami a počítačovými simuláciami prvých hviezd a galaxií. Vedci tvrdia, že žiara je príliš jasná na to, aby pochádzala z prvých galaxií, o ktorých sa predpokladá, že neboli také veľké alebo početné ako tie galaxie, ktoré dnes okolo seba vidíme. Namiesto toho vedci navrhujú novú teóriu vysvetľujúcu škvrnité svetlo na základe teórií „intracluster“ alebo „intrahalo“ hviezd.
Tím uviedol, že na potvrdenie týchto zistení je potrebný ďalší výskum. Dodal, že vesmírny teleskop Jamesa Webba by mal pomôcť.
„Horlivá infračervená vízia ďalekohľadu Jamesa Webba bude môcť priamo vidieť niektoré z najskorších hviezd a galaxií, ako aj túlavé hviezdy číhajúce medzi okrajmi blízkych galaxií,“ uviedol Eric Smith, zástupca programového manažéra JWST v ústredí NASA. vo Washingtone. "Tajomné objekty tvoriace infračervené svetlo v pozadí môžu byť konečne exponované."
Zdroje: NASA, UCLA
