Астрономи, можливо, нарешті розгадали таємницю того, яким темним насправді є Космос.

Можливо, астрономи нарешті розгадали таємницю того, яким насправді темним є Космос. На підставі даних від зонда NASA New Horizons («Нові Горизонти»), вони показали, що слабке фонове світіння порожнього простору є результатом світла лише від галактик. Це знімає потребу пошуку більш екзотичного джерела такого світла.

Десятиліттями астрономам не давав спокою космічний оптичний фон (cosmic optical background, COB). Це повсюдне світіння у видимій частині електромагнітного спектра є дещо схожим на космічний мікрохвильовий фон. Але на відміну від мікрохвильового фону, що походить від випромінювання, яке залишилася після Великого Вибуху, фонове видиме світло походить від інших джерел, таких як далекі зорі та галактики. Але від яких саме джерел, однак, було важко досі встановити.

«Люди знову й знову намагалися виміряти [COB] напряму, але в нашій частині Сонячної системи занадто багато завад, які закривають слабке світло від далекого Всесвіту», — сказав Тод Лауер (Tod Lauer) з NOIRLab Національного наукового фонду.

Однією з найбільших проблем при вимірюванні COB є наявність зодіакального світла, дифузного світіння сонячного світла, розсіяного міжпланетним пилом. Його ледве видно з поверхні Землі на тлі темного неба, але коли справа доходить до вимірювання чорноти космосу, зодіакальне світло надто яскраве. Через його вплив попередні вимірювання COB, зокрема в рамках експерименту з космічним інфрачервоним фоном (Cosmic Infrared Background Experiment, CIBER), який виконували за допомогою ракет-зондів, все ще є сумнівними.

Зробіть це з New Horizons, місією, яку відправлено в глухі куточки Сонячної системи для дослідження Плутона та пояса Койпера. Зараз зонд New Horizons перебуває на відстані 7,3 мільярдів кілометрів від Землі, тому навколо нього неймовірно темно, а зодіакальне світло перестало бути проблемою. Це ідеальне місце для безперервного огляду чорнильної порожнечі.

Однак таємниця залишилася: та сама група астрономів використовувала Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) на облавку New Horizons, щоб оцінити інтенсивність світла COB у 2021 р. та знову в 2022 році. Цікаво, вони виявили, що кількість випромінювання вдвічі перевищує значення, яке згідно з передбаченнями, мало бути від всіх галактик у Всесвіті. Звідки могло надходити це додаткове світло?

Одне з можливих пояснень полягало в тому, що огляди галактик не зареєстрували більш віддалені популяції слабких галактик. Деякі науковці навіть запропонували екзотичніші варіанти, такі як аксіони — гіпотетичні частинки-кандидати на темну матерію — які розпадалися б на низку фотонів видимої довжини хвилі.

Тепер, здається, у нас є відповідь, і вона прозаїчніша, ніж очікувалося. Використавши нові дані від супутника Європейського космічного агентства «Планк», наукова група оцінила ефект розсіювання світла від пилу в нашій галактиці Молочний Шлях. Коли взяти до уваги цей ефект і поєднати з новими зображеннями від LORRI, що призначені для мінімізації перешкод від галактичного пилу, надлишковий фон, виявлений в раніше виконаних дослідженнях, зникає.

Інструмент LORRI, встановлений на облавку космічного зонда New Horizons, зробив 16 зображень. З них науковці вилучили світло від видимих ​​зір і галактик. Залишок світла, відомий як космічний оптичний фон, можна розкласти на внески багатьох різних джерел. Одним із найбільших з них є «розсіяне світло Галактики» (diffuse galaxy light, DGL; показано бежевим кольором). Це світло зір Молочного Шляху, розсіяне в полі зору LORRI частинками пилу, що рухаються в нашій галактиці. Таке джерело недооцінювали в попередніх дослідженнях; зазначене дослідження показало, що це джерело пояснює значну частину фонового світіння. (DGL відрізняється від «розсіяного зоряного світла», показаного жовтим кольором, яке походить від зір, що лежать поза полем зору LORRI.) Відомі джерела майже не пояснюють яскравість фону видимого світла. Авторські права на зображення: Postman et al. / Astrophysical Journal 2024. Фото з сайту https://skyandtelescope.org.

«Результати показують, що переважна більшість видимого світла, яке ми отримуємо від Всесвіту, виникає в галактиках», — сказав керівник групи Марк Постмен (Marc Postman) з Наукового інституту космічного телескопа. «Немає жодних доказів значного рівня світла, джерела якого наразі невідомі астрономам». Нові результати оприлюднено в Astrophysical Journal.

Крістофер Конселіс (Christopher Conselice) з Манчестерського університету (Великобританія), який не брав участі в дослідженні, вважає, що результати, ймовірно, витримають перевірку. «Калібрування пилу від розсіяного галактичного світла є прийнятним і, мабуть, таким хорошим, як це можливо на даний момент», — зазначив він. Однак він також зауважив, що вимірювання пилу не прямі, а натомість зроблені на основі інфрачервоного випромінювання. «Це призводить до певної невизначеності в результатах», — сказав науковець. «Є ймовірність того, що аномальне світло все ще може існувати, але це малоймовірно».

Як це часто буває в астрономії, за таємницею ховається не екзотика, а буденність.

За інф. з сайту https://skyandtelescope.org