Vasemmalla olevassa kuvassa näkyy osa taivaastamme, nimeltään Boötes-kenttä, infrapunavalossa, kun taas oikealla olevassa kuvassa on salaperäinen taustainfrapunahehku, jonka NASA: n Spitzer-avaruusteleskooppi on kuvannut samalla taivaan alueella.Luotto: NASA / JPL-Caltech
Mikä aiheuttaa salaperäisen säteilyn hehkua, jota infrapuna-kaukoputket näkevät koko taivaan? Vastaus voi löytyä yhdistelmästä käsitteitä, jotka ovat suhteellisen uusia tähtitieteen alalla ja ovat myös jonkin verran kiistanalaisia. Konnaktit tähdet, jotka on potkutettu galakseista, voidaan upottaa tumma-ainehaloksiin, jotka on teoriassa ympäröity galakseja varten. Vaikka nämä tumman aineen halogeenit on aikaisemmin havaittu vain epäsuorasti tarkkailemalla niiden painovoimavaikutuksia, ne voivat pitää myös säteilyn arvoituksellisen taustavalon lähteen.
"Infrapunataustavalon hehku taivaalla on ollut valtava mysteeri", kertoi Asantha Cooray Kalifornian yliopistosta Irvineissa, Nature-lehdessä tänään julkaistun uuden tutkimuksen pääkirjailija. ”Meillä on uusia todisteita siitä, että tämä valo on tähtiä, jotka viipyvät galaksien välillä. Tähdet ovat erikseen liian heikot näkyäkseen, mutta uskomme näkevämme niiden kollektiivisen hehkua. ”
Kollektiivinen hehku on peräisin maailmankaikkeutta tunkeutuvien pimeiden aineiden halogeenien “interhalo” -läheisyydestä, ja se voi vastata suureen kysymykseen, miksi havaittu valomäärä ylittää tunnettujen galaktien lähettämän valon määrän.
”Galaktikot esiintyvät pimeäainehalogeissa, jotka ovat paljon suurempia kuin galaksit; Kun galaksit muodostuvat ja sulautuvat yhteen, tumman aineen halo suurenee ja tähdet ja kaasu vajoavat halogeenin keskelle ”, kertoi Edward L. (Ned) Wright UCLA: lta ja sen joukkueen jäsen, joka käytti Spitzerin avaruusteleskooppia etsi infrapunavalon lähde. ”Se mitä sanomme, että yksi tähti tuhannesta ei tee sitä, vaan sen sijaan jakautuu kuin tumma aine. Et voi nähdä pimeää ainetta kovin hyvin, mutta ehdotamme, että siinä on todella muutama tähti - vain yksi kymmenesosa yhdestä prosentista galaksien valoisassa osassa olevista tähtiistä. Jokainen tähti tuhannesta katoaa näkyvästä galaksista ja jakautuu kuin tumma aine. ”
Pimeäainehalo ei ole täysin tumma, Wright sanoi. "Pieni murto-osa, kymmenesosa prosenttia tähtiä galaksissa on hajautettu halogeeniin, ja tämä voi tuottaa havaittavia heilahteluita."
Wright kertoi, että suurissa galaksiklusterissa tähtitieteilijät ovat havainneet paljon korkeamman prosentuaalisen osuuden halogeenisestä valosta, jopa 20 prosenttia.
Tässä tutkimuksessa Cooray, Wright ja hänen kollegansa käyttivät Spitzer-avaruusteleskooppia tuottaakseen infrapunakartan taivaan alueesta Boötes-tähdistössä. Valo on matkustanut meille 10 miljardia vuotta.
"Luultavasti tätä halogeenivaloa esiintyy kaikkialla taivaalla, eikä sitä ole mitattu missään muualla", sanoi Wright, joka on myös NASA: n laaja-alaisen infrapunakartoituksen tutkimusmatkailijan (WISE) päätutkija.
"Jos ymmärrämme todella infrapunataustan alkuperän, voimme ymmärtää, milloin kaikki maailmankaikkeuden valo on tuotettu ja kuinka paljon sitä on tuotettu", Wright sanoi. ”Kaikkien maailmankaikkeuden valontuotannon historia on koodattu tähän taustaan. Sanomme, että vaihtelut voivat johtua galaksien sumeista reunoista, jotka olivat olemassa samaan aikaan, kun suurin osa tähtiä luotiin, noin 10 miljardia vuotta sitten. "
Valo näkyy Spitzer-kuvissa täplikäs kuvio.
Uusi löytö on ristiriidassa kesän aikana julkaistun tutkimuksen kanssa. Aleksanteri “Sasha” Kashlinsky NASA: n Goddard-avaruuslentokeskuksesta ja hänen tiiminsä katsoivat tätä samaa taivaanpistettä Spitzerin kanssa ja ehdottivat valoa, joka tekee epätavallisesta kuviosta tulevan aivan ensimmäisistä tähtiistä ja galakseista.
Uudessa tutkimuksessa Cooray ja hänen kollegansa tarkastelivat tietoja suuremmasta taivaan osasta, nimeltään Bootes-kenttä, kattaen kaarin, joka vastasi 50 täyttä maapallon kuuta. Nämä havainnot eivät olleet yhtä herkkiä kuin Kashlinsky-ryhmän tutkimuksista, mutta laajempi mittakaava antoi tutkijoille mahdollisuuden analysoida paremmin tausta-infrapunavalon kuviota.
"Katselimme Bootes-kenttää Spitzerin kanssa 250 tuntia", kertoi kirjailija Daniel Stern NASA: n suihkukäyttölaboratoriosta Pasadena, Kalifornia. "Heikon infrapunataustan tutkiminen oli yksi tutkimuksen päätavoitteista, ja suunnittelimme huolellisesti havainnot, jotta voidaan suoraan käsitellä tärkeätä, haastavaa kysymystä siitä, mikä aiheuttaa taustan hehkua. "
Ryhmä päätteli, että infrapunahehkuksen valokuvio ei ole yhdenmukainen ensimmäisten tähtijen ja galaksien teorioiden ja tietokonesimulaatioiden kanssa. Tutkijoiden mukaan hehku on liian kirkas, jotta se olisi ensimmäisistä galakseista, joiden ei uskota olleen yhtä suuria tai yhtä lukuisia kuin nykyään ympärillämme olevat galaksit. Sen sijaan tutkijat ehdottavat uutta teoriaa epäselvän valon selittämiseksi, joka perustuu teorioihin "sisäisestä klusterista" tai "sisäisestä" tähtivalosta.
Ryhmä sanoi, että näiden havaintojen vahvistamiseksi tarvitaan lisää tutkimusta lisääen, että James Webbin avaruusteleskoopin pitäisi auttaa.
"James Webbin teleskoopin innokas infrapunavisio pystyy näkemään jo varhaisimmat tähdet ja galaksit, samoin kuin lähestyvien galaksien laitamien varrella sijaitsevat kuluneet tähdet", kertoi JWST: n NASA: n pääkonttorin varaohjelmajohtaja Eric Smith. Washingtonissa. "Mysteeriobjektit, jotka muodostavat taustan infrapunavalon, voivat lopulta paljastua."
Lähteet: NASA, UCLA
