Slika na levi prikazuje del našega neba, imenovano Boötesovo polje, v infrardeči svetlobi, slika na desni pa kaže skrivnostni, infrardeči sijaj v ozadju, ki ga je zajel NASA-in vesoljski teleskop Spitzer na istem območju neba.Kredit: NASA / JPL-Caltech
Kaj povzroča skrivnostni sijaj sevanja, ki ga skozi celotno nebo vidijo infrardeči teleskopi? Odgovor se lahko skriva v kombinaciji pojmov, ki so na področju astronomije razmeroma novi in tudi nekoliko kontroverzni. Rogue zvezde, ki so bile izgnane iz galaksij, so lahko vgrajene v halogene temne snovi, ki so jih teoretizirali za obdajoče galaksije. Medtem ko so te haloge v temni snovi že prej zaznali le posredno z opazovanjem njihovih gravitacijskih učinkov, so lahko tudi vir zagonetnega sevanja ozadja.
"Vžiganje infrardečega ozadja na našem nebu je bila velika skrivnost," je dejala Asantha Cooray iz kalifornijske univerze Irvine, vodilna avtorica nove raziskave, objavljene danes v reviji Nature. "Imamo nove dokaze, da ta svetloba prihaja iz zvezd, ki se zadržujejo med galaksijami. Zvezde so posamezne zvezde preveč blede, da bi jih lahko videli, toda menimo, da vidimo njihov kolektivni sijaj. "
Kolektivni sij je iz "interhaloa" halokov temne snovi, ki prežemajo vesolje, in lahko odgovorijo na veliko vprašanje, zakaj količina opažene svetlobe presega količino svetlobe, oddane iz znanih galaksij.
"Galaksije obstajajo v haloih temne snovi, ki so veliko večje od galaksij; Ko se galaksije tvorijo in se združijo, se halo temne snovi poveča in zvezde in plin potonejo na sredino halo, "je dejal Edward L. (Ned) Wright iz UCLA in član ekipe, ki je s Spitzerjevim vesoljskim teleskopom uporabila poiščite vir infrardeče svetlobe. "To, kar pravimo, da je ena od tisoč zvezdic, tega ne počne, ampak se namesto tega porazdeli kot temna snov. Temne snovi ne vidite zelo dobro, vendar predlagamo, da ima v njej pravzaprav nekaj zvezd - le desetino 1 odstotka števila zvezd v svetlem delu galaksije. Ena od tisoč zvezdnikov se izloči iz vidne galaksije in se porazdeli kot temna snov. "
Halo temne snovi ni popolnoma temen, je dejal Wright. "Majhen delček, desetina odstotkov zvezd v osrednji galaksiji se je razpršil v halo, kar lahko povzroči nihanja, ki jih vidimo."
V velikih grozdih galaksij so astronomi našli veliko višje deleže svetlobe znotraj halo, kar 20 odstotkov, je dejal Wright.
Cooray, Wright in njegovi sodelavci so za to študijo uporabili vesoljski teleskop Spitzer za izdelavo infrardeče karte neba v ozvezdju Boötes. Luč potuje do nas že 10 milijard let.
"Verjetno se ta svetloba v haloih pojavlja povsod na nebu in je preprosto nikjer drugje," je dejal Wright, ki je tudi glavni raziskovalec Nasine misije Raziskovalec infrardečih raziskovanj (WISE).
"Če res lahko razumemo izvor infrardečega ozadja, lahko razumemo, kdaj je bila proizvedena vsa svetloba v vesolju in koliko proizvedene," je dejal Wright. "Zgodovina vse proizvodnje svetlobe v vesolju je zakodirana v tem ozadju. Pravimo, da nihanja lahko povzročijo megleni robovi galaksij, ki so obstajala istočasno, ko je bila ustvarjena večina zvezd, pred približno 10 milijardami let. "
Luč se pojavi na blottem vzorcu v Spitzovih slikah.
Nova ugotovitev je v nasprotju s študijo, ki je izšla letos poleti. Aleksander "Saša" Kašlinski iz Nasinega vesoljskega letalskega letarskega centra Goddard in njegova ekipa so si s Spitzerjem ogledali ta isti obliž neba in predlagali, da bi luč nastala po nenavadnih vzorcih iz prvih zvezd in galaksij.
Cooray in sodelavci so si v novi raziskavi ogledali podatke z večjega dela neba, imenovanega Bootesovo polje, ki pokriva lok, ki ustreza 50 polnim luninam. Ta opažanja niso bila tako občutljiva kot tista iz študij skupine Kašlinski, vendar je širši obseg raziskovalcem omogočil, da bolje analizirajo vzorec infrardeče svetlobe v ozadju.
"250 ur smo si ogledali polje Bootes s Spitzerjem," je dejal soavtor Daniel Stern iz Nasinega laboratorija za reaktivni pogon v Pasadeni v Kaliforniji. "Študij šibkega infrardečega ozadja je bil eden temeljnih ciljev naše raziskave, ki smo ga skrbno zasnovali pripombe, da bi neposredno obravnavali pomembno, zahtevno vprašanje, kaj povzroča žarek v ozadju. "
Skupina je sklenila, da svetlobni vzorec infrardečega sijaja ni skladen s teorijami in računalniškimi simulacijami prvih zvezd in galaksij. Raziskovalci pravijo, da je sijaj preveč svetel, da bi bil iz prvih galaksij, za katere velja, da niso bile tako velike ali tako številne kot galaksije, ki jih danes vidimo okoli nas. Namesto tega znanstveniki predlagajo novo teorijo, s katero bi razložili blodečo svetlobo, ki temelji na teorijah "intraklasterja" ali "intrahalo" zvezde.
Skupina je povedala, da je za potrditev teh ugotovitev potrebnih več raziskav in dodala, da bi moral James Webb vesoljski teleskop pomagati.
"Z ostrim infrardečim vidom James Webb teleskopa bo mogoče neposredno videti nekatere najzgodnejše zvezde in galaksije, pa tudi potepuške zvezde, ki se skrivajo med obrobjem bližnjih galaksij," je povedal Eric Smith, namestnik vodje programa JWST v sedežu NASA v Washingtonu. "Skrivnostni predmeti, ki sestavljajo infrardečo svetlobo v ozadju, so lahko končno izpostavljeni."
Viri: NASA, UCLA
