Slika s lijeve strane pokazuje dio našeg neba, nazvan Boötesovim poljem, u infracrvenom svjetlu, dok slika na desnoj strani pokazuje tajanstveni, pozadinski infracrveni sjaj snimljen NASA-ovim svemirskim teleskopom u istoj regiji neba. Kredit: NASA / JPL-Caltech
Što uzrokuje tajanstveni sjaj zračenja koje kroz cijelo nebo vidi infracrveni teleskop? Odgovor se možda nalazi u kombinaciji pojmova koji su relativno novi na području astronomije, a koji su i pomalo kontroverzni. Nevjerovatne zvijezde koje su izbačene iz galaksija mogu biti ugrađene u halogene tamne materije za koje je teoretizirano da okružuju galaksije. Iako su ovi oreoli tamne materije ranije detektirani samo neizravno promatrajući njihove gravitacijske učinke, oni također mogu zadržati izvor zagonetnog pozadinskog sjaja.
"Svjetlost infracrvene pozadine na našem nebu bila je velika misterija", rekla je Asantha Cooray sa kalifornijskog sveučilišta u Irvineu, vodeća autorica novog istraživanja objavljenog danas u časopisu Nature. "Imamo nove dokaze da je ovo svjetlo iz zvijezda koje se zadržavaju između galaksija. Pojedinačno, zvijezde su previše slabe da bi ih se mogle vidjeti, ali mi mislimo da vidimo njihov kolektivni sjaj. "
Kolektivni sjaj dolazi iz "interhaloa" oreola tamne materije koji prožimaju Svemir i može odgovoriti na veliko pitanje zašto količina promatrane svjetlosti premašuje količinu svjetlosti emitirane iz poznatih galaksija.
„Galaksije postoje u oreolima tamne materije koji su puno veći od galaksija; kada se galaksije tvore i sjedine, halo tamne materije postaje sve veći, a zvijezde i plin potonu u sredinu halogena, "rekao je Edward L. (Ned) Wright iz UCLA-e i član tima koji je koristio Spiterski svemirski teleskop za potražite izvor infracrvenog svjetla. "Ono što mi kažemo da je jedna zvijezda u tisuću to ne čini, već se distribuira poput tamne materije. Tamnu materiju ne možete vidjeti jako dobro, ali predlažemo da ona u sebi ima nekoliko zvijezda - samo jednu desetinu 1 posto broja zvijezda u svijetlom dijelu galaksije. Jedna od tisuću zvijezda otrgne se iz vidljive galaksije i raspodijeli se poput tamne materije. "
Halo tamne materije nije posve tamno, rekao je Wright. "Mali dio, desetina posto zvijezda, u središnjoj galaksiji se raširio u halo, i to može proizvesti fluktuacije koje vidimo."
U velikim skupinama galaksija astronomi su pronašli puno veće postotke unutarhalo svjetla, čak 20 posto, rekao je Wright.
Za ovu studiju, Cooray, Wright i njegovi kolege koristili su Spitrov svemirski teleskop za izradu infracrvene karte regije neba u zviježđu Boötes. Svjetlo putuje do nas već 10 milijardi godina.
"Vjerojatno se ovo svjetlo u halosu pojavljuje svugdje na nebu i jednostavno se nigdje ne mjeri", rekao je Wright, koji je ujedno i glavni istraživač NASA-ine misije istraživača širokog polja (WISE).
"Ako doista možemo razumjeti podrijetlo infracrvene pozadine, možemo razumjeti kada je proizvedeno svo svjetlo u svemiru i koliko je proizvedeno", rekao je Wright. "Povijest sve proizvodnje svjetlosti u svemiru kodirana je u ovoj pozadini. Kažemo da fluktuacije mogu proizvesti nejasni rubovi galaksija koje su postojale u isto vrijeme kada je stvorena većina zvijezda, prije otprilike 10 milijardi godina. "
Svjetlo se pojavljuje na mrljastom uzorku na Spitzerovim slikama.
Novo otkriće ne slaže se sa istraživanjem koje je objavilo ovog ljeta. Alexander "Sasha" Kashlinsky iz NASA-inog centra za svemirske letove Goddard i njegov tim pogledali su taj isti komad neba sa Spitzerom i predložili da svjetlo napravi neobičan uzorak iz prvih zvijezda i galaksija.
U novoj studiji, Cooray i kolege gledali su podatke s većeg dijela neba, nazvanog Bootes polje, koji pokriva luk ekvivalentan 50 punih Zemljinih mjeseci. Ta opažanja nisu bila toliko osjetljiva kao ona iz studija koje je izvela Kashlinsky, ali veća razmjera omogućila je istraživačima da bolje analiziraju uzorak pozadinskog infracrvenog svjetla.
„250 sati smo gledali polje Bootes sa Spitzerom,“ rekao je koautor Daniel Stern iz NASA-inog laboratorija za mlazni pogon u Pasadeni u Kaliforniji. „Proučavanje slabe infracrvene pozadine bio je jedan od glavnih ciljeva našeg istraživanja, i pažljivo smo osmislili opažanja kako bismo se izravno pozabavili važnim, izazovnim pitanjem o tome što uzrokuje pozadinski sjaj. "
Tim je zaključio da svjetlosni uzorak infracrvenog sjaja nije u skladu s teorijama i računalnim simulacijama prvih zvijezda i galaksija. Istraživači kažu da je sjaj previše svijetao da bi bio iz prvih galaksija, za koje se smatra da nisu toliko velike ili brojne kao galaksije koje danas vidimo oko nas. Umjesto toga, znanstvenici predlažu novu teoriju koja bi objasnila mrljastu svjetlost, a koja se temelji na teorijama "intraklastera" ili "intrahalo" zvijezde.
Tim je rekao da je potrebno više istraživanja kako bi potvrdili ove nalaze, dodajući da bi James Webb svemirski teleskop trebao pomoći.
"Oštri infracrveni vid James Webb teleskopa moći će izravno vidjeti neke od najranijih zvijezda i galaksija, kao i lutajuće zvijezde koje vrebaju između perivoja obližnjih galaksija", rekao je Eric Smith, zamjenik voditelja programa JWST-a u sjedištu NASA-e u Washingtonu. "Tajanstveni objekti koji čine pozadinsku infracrvenu svjetlost konačno su mogli biti izloženi."
Izvori: NASA, UCLA
