Изображението вляво показва част от нашето небе, наречена поле Boötes, в инфрачервена светлина, докато изображението вдясно показва мистериозно, фоново инфрачервено сияние, заснето от космическия телескоп Spitzer в НАСА в същия регион на небето.Credit: NASA / JPL-Caltech
Какво причинява тайнственото сияние на радиацията, наблюдавано през цялото небе от инфрачервени телескопи? Отговорът може да се състои в комбинация от концепции, които са сравнително нови в областта на астрономията и също са донякъде противоречиви. Измамните звезди, които са били изхвърлени от галактиките, могат да бъдат вградени в ореоли от тъмна материя, които са теоретизирали да заобикалят галактики. Докато тези ореоли на тъмната материя преди това са били откривани само косвено чрез наблюдение на гравитационните им ефекти, те също могат да държат източника на загадъчното фоново сияние на радиацията.
„Светлината на инфрачервения фон в нашето небе е огромна загадка“, казва Асанта Курай от Калифорнийския университет в Ървайн, водещ автор на новите изследвания, публикувани днес в списанието Nature. „Имаме нови доказателства, че тази светлина е от звездите, които се задържат между галактики. Поотделно звездите са твърде слаби, за да бъдат видени, но ние смятаме, че виждаме тяхното колективно сияние. "
Колективното сияние е от „интерхало“ на ореолите на тъмната материя, които проникват във Вселената и може да отговори на големия въпрос защо наблюдаваното количество светлина надвишава количеството светлина, излъчвана от известни галактики.
„Галактиките съществуват в ореолите на тъмната материя, които са много по-големи от галактиките; когато галактиките се образуват и се сливат заедно, ореолът на тъмната материя се увеличава и звездите и газът потъват до средата на ореола “, каза Едуард Л. (Нед) Райт от UCLA и член на екипа, използвал космическия телескоп„ Шпицер “ потърсете източника на инфрачервената светлина. „Това, което казваме, че една звезда на хиляда не прави това и вместо това се разпределя като тъмна материя. Не можете да видите тъмната материя много добре, но ние предлагаме всъщност тя да има няколко звезди в нея - само една десета от 1% от броя на звездите в светлата част на галактиката. Една звезда на хиляда се съблича от видимата галактика и се разпределя като тъмната материя. "
Ореолът на тъмната материя не е напълно тъмен, каза Райт. "Една малка част, една десета от процента, от звездите в централната галактика се е разпростряла в ореола и това може да доведе до колебанията, които виждаме."
В големи клъстери от галактики астрономите са открили много по-високи проценти вътре в халогенната светлина, по-големи от 20 процента, каза Райт.
За това проучване Курай, Райт и колегите му използваха космическия телескоп Спитцер, за да изработят инфрачервена карта на регион на небето в съзвездието Бооти. Светлината пътува до нас от 10 милиарда години.
„Предполага се, че тази светлина в ореолите се среща навсякъде по небето и просто не е измерена никъде другаде“, казва Райт, който е и главен изследовател на мисията на WA-Wide-Infrared Survey Explorer (WISE) на НАСА.
„Ако наистина можем да разберем произхода на инфрачервения фон, можем да разберем кога е произведена цялата светлина във Вселената и колко е произведена“, каза Райт. „Историята на цялото производство на светлина във Вселената е кодирана на този фон. Ние казваме, че колебанията могат да бъдат произведени от размитите ръбове на галактиките, съществували по същото време, когато повечето звезди са били създадени, преди около 10 милиарда години. "
Светлината се появява при петна на образа в изображенията на Шпицер.
Новата констатация противоречи на проучване, което излезе това лято. Александър "Саша" Кашлински от Центъра за космически полети на Годард на НАСА и неговият екип разгледаха същата петна на небето със Спицер и предложиха светлината да направи необичайния модел да идва от първите звезди и галактики.
В новото проучване Курай и неговите колеги разгледаха данни от по-голяма част от небето, наречена поле Bootes, обхващаща дъга, еквивалентна на 50 пълни земни луни. Тези наблюдения не бяха толкова чувствителни като тези от проучванията на групата на Кашлински, но по-големият мащаб позволи на изследователите да анализират по-добре модела на фоновата инфрачервена светлина.
„Разгледахме полето Bootes със Спицер за 250 часа“, каза съавторът Даниел Стърн от лабораторията за реактивни двигатели на НАСА в Пасадена, Калифорния. „Изучаването на слаб инфрачервен фон беше една от основните цели на нашето проучване и ние внимателно проектирахме наблюденията, за да се отговори директно на важния, предизвикателен въпрос за това, което причинява блясъка на фона. "
Екипът заключи, че светлинният модел на инфрачервеното сияние не съответства на теориите и компютърните симулации на първите звезди и галактики. Според изследователите сиянието е твърде ярко, за да бъде от първите галактики, за които се смята, че не са били толкова големи или толкова много, колкото галактиките, които виждаме около нас днес. Вместо това учените предлагат нова теория, която да обясни петна на светлината, базирана на теории за „вътрешност“ или „интрахало“ звездна светлина.
Екипът заяви, че са необходими допълнителни изследвания, за да потвърдят тези открития, добавяйки, че космическият телескоп на Джеймс Уеб трябва да помогне.
„Запаленото инфрачервено зрение на телескопа на Джеймс Уеб ще може да вижда директно някои от най-ранните звезди и галактики, както и бездомните звезди, дебнещи между покрайнините на близките галактики“, каза Ерик Смит, заместник-мениджър на програмата на JWST в централата на НАСА във Вашингтон. „Тайнствените обекти, изграждащи фоновата инфрачервена светлина, най-накрая могат да бъдат изложени.“
Източници: НАСА, UCLA
