Vasakpoolsel pildil on näha osa meie taevast, mida nimetatakse Boötesi väljaks, infrapunavalguses, samal ajal kui parempoolne pilt kujutab salapärast tausta infrapunakiirgust, mille on jäädvustanud NASA Spitzeri kosmoseteleskoop samas taevapiirkonnas. Krediit: NASA /JPL-Caltech
Mis põhjustab infrapunateleskoopide abil kogu taevas nähtavat salapärast kiirguse sära? Vastus võib peituda mõistete kombinatsioonis, mis on astronoomia valdkonnas suhteliselt uus ja ka mõnevõrra vastuoluline. Galaktikatest välja visatud petturid võivad olla paigutatud tumeaine halodesse, mis teoreetiliselt galaktikaid ümbritsevad. Kuigi neid tumeaine halosid on varem tuvastatud ainult kaudselt, jälgides nende gravitatsioonimõjusid, võivad need olla ka kiirguse mõistatusliku taustahõõgu allikaks.
'Infrapunane taust helendab meie taevas on olnud suur mõistatus,' ütles Asantha Cooray California ülikoolist Irvine'is, täna ajakirjas avaldatud uue uuringu juhtiv autor. ajakiri Nature. 'Meil on uusi tõendeid, et see valgus pärineb galaktikate vahel viibivatest tähtedest. Üksiti on tähed liiga nõrgad, et neid näha, kuid me arvame, et näeme nende kollektiivset sära.
Kollektiivne kuma pärineb Universumit läbistavate tumeaine halode interhalost ja võib vastata suurele küsimusele, miks vaadeldav valguse hulk ületab teadaolevate galaktikate poolt kiiratava valguse hulka.
„Galaktikad eksisteerivad tumeaine halodes, mis on palju suuremad kui galaktikad; kui galaktikad moodustuvad ja ühinevad, muutub tumeaine halo suuremaks ning tähed ja gaas vajuvad halo keskele,' ütles Edward L. (Ned) Wright UCLA-st ja Spitzeri kosmoseteleskoopi kasutanud meeskonna liige. otsige infrapunavalguse allikat. 'Me ütleme, et üks täht tuhandest ei tee seda ja selle asemel levib see tumeainena. Te ei näe tumeainet kuigi hästi, kuid teeme ettepaneku, et selles oleks tegelikult paar tähte – vaid üks kümnendik 1 protsendist galaktika heledas osas olevate tähtede arvust. Üks täht tuhandest eemaldatakse nähtavast galaktikast ja jaotub nagu tumeaine.
Tumeaine halo ei ole täiesti tume, ütles Wright. 'Väike murdosa, üks kümnendik protsenti keskgalaktika tähtedest on hajutatud halodesse ja see võib põhjustada kõikumisi, mida me näeme.'
Wright ütles, et suurtes galaktikaparvedes on astronoomid leidnud palju suurema protsendi halovalgust, mis ulatub 20 protsendini.
Selle uuringu jaoks kasutasid Cooray, Wright ja tema kolleegid Spitzeri kosmoseteleskoopi, et koostada Boötesi tähtkujus asuva taevapiirkonna infrapunakaart. Valgus on meieni rännanud 10 miljardit aastat.
'Arvatavasti esineb seda valgust halodes kõikjal taevas ja seda pole lihtsalt kuskil mujal mõõdetud,' ütles Wright, kes on ka NASA Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) missiooni juhtivteadur.
'Kui suudame tõesti mõista infrapuna tausta päritolu, saame aru, millal kogu universumi valgus toodeti ja kui palju seda toodeti,' ütles Wright. 'Sellele taustale on kodeeritud kogu universumi valguse tootmise ajalugu. Me ütleme, et kõikumised võivad tekkida galaktikate hägused servad, mis eksisteerisid samal ajal, kui enamik tähti loodi, umbes 10 miljardit aastat tagasi.
Valgus ilmub Spitzeri piltidel laigulise mustrina.
Uus leid on vastuolus uuring, mis ilmus sel suvel. Aleksander “Sasha” Kashlinsky NASA Goddardi kosmoselennukeskusest ja tema meeskond vaatasid Spitzeriga sedasama taevalaiku ja tegid ettepaneku, et ebatavaline muster tuleneks esimestest tähtedest ja galaktikatest.
Uues uuringus vaatlesid Cooray ja kolleegid andmeid suuremast taevast, mida nimetatakse Bootesi väljaks, mis katab kaare, mis vastab 50 Maa täiskuule. Need tähelepanekud ei olnud nii tundlikud kui Kashlinsky rühma uuringute tulemused, kuid suurem skaala võimaldas teadlastel paremini analüüsida tausta infrapunavalguse mustrit.
'Me vaatasime Bootesi välja Spitzeriga 250 tundi,' ütles kaasautor Daniel Stern NASA Jet Propulsion Laboratory'st Pasadenas Californias. 'Nõrga infrapuna tausta uurimine oli üks meie uuringu põhieesmärke ja me kavandasime hoolikalt tähelepanekud, et käsitleda vahetult olulist ja keerulist küsimust, mis põhjustab tausta sära.
Meeskond jõudis järeldusele, et infrapunakiirguse valgusmuster ei ole kooskõlas esimeste tähtede ja galaktikate teooriate ja arvutisimulatsioonidega. Teadlaste sõnul on kuma liiga hele, et pärineda esimestest galaktikatest, mis arvatavasti ei olnud nii suured või nii arvukad kui galaktikad, mida me praegu enda ümber näeme. Selle asemel pakuvad teadlased laigulise valguse selgitamiseks välja uue teooria, mis põhineb 'intraklasteri' või 'intrahalo' tähevalguse teooriatel.
Meeskond ütles, et nende leidude kinnitamiseks on vaja rohkem uurida, lisades, et James Webbi kosmoseteleskoop peaks aitama.
'James Webbi teleskoobi terav infrapunanägemine suudab otse näha mõningaid varasemaid tähti ja galaktikaid, samuti lähedalasuvate galaktikate äärealade vahel varitsevaid hulkuvaid tähti,' ütles NASA peakorteri JWST-i programmijuhi asetäitja Eric Smith. Washingtonis. 'Lõpuks võidakse paljastada salapärased objektid, mis moodustavad tausta-infrapunavalguse.'