Есть несколько моментов, более захватывающих, чем стоять под блестящим звездным небом. Млечный Путь, окутанный космическим листом цветов и узоров, также намекает на то, что это больше, чем кажется на первый взгляд.
Большинство из нас жаждут этих темных ночей, вдали от городских огней. Но новое исследование предполагает, что Вселенная немного тоже тьма.
Огромные просторы пустого пространства соединены нитями водорода и гелия. Но существует несоответствие между тем, насколько яркой должна быть крупномасштабная структура Вселенной, и насколько яркой она на самом деле.
В недавнем исследовании группа астрономов во главе с Джуной Коллмайер из Научного института Карнеги обнаружила, что света от известных популяций звезд и квазаров недостаточно для объяснения наблюдений за межгалактическим водородом.
В ярко освещенной Вселенной межгалактический водород будет легко разрушаться энергичными фотонами, а это означает, что изображения крупномасштабной структуры будут казаться более тусклыми. В то время как в тусклой Вселенной меньше фотонов, чтобы разрушить межгалактический водород, и изображения будут выглядеть ярче.
Наблюдения космического телескопа Хаббла крупномасштабной структуры показывают ярко освещенную Вселенную. Но симуляции суперкомпьютеров с использованием только известных источников ультрафиолетового света создают слабо освещенную Вселенную. Разница ошеломляющая 400 процентов.
Наблюдения показывают, что ионизирующие фотоны из горячих молодых звезд почти всегда поглощаются газом в принимающей галактике, поэтому они никогда не избегают воздействия межгалактического водорода. Необходимым виновником может быть известное количество квазаров, которое намного меньше, чем необходимо для получения необходимого света.
«Либо наш учет света от галактик и квазаров очень далек, либо есть какой-то другой основной источник ионизирующих фотонов, который мы никогда не распознавали», - сказал Коллмайер в пресс-релизе. «Мы называем этот отсутствующий свет кризисом непроизводства фотонов. Но именно астрономы находятся в кризисе - так или иначе, Вселенная прекрасно справляется ».
Как ни странно, это несоответствие проявляется только в соседнем, относительно хорошо изученном космосе. В ранней Вселенной все складывается.
«Моделирование прекрасно вписывается в данные ранней вселенной, и они прекрасно вписываются в локальные данные, если нам позволят предположить, что этот дополнительный свет действительно есть», - сказал соавтор Бен Оппенгеймер из Университета Колорадо. «Возможно, моделирование не отражает реальность, что само по себе было бы сюрпризом, потому что межгалактический водород является компонентом Вселенной, который, по нашему мнению, мы понимаем лучше всего».
Поэтому астрономы пытаются пролить свет на отсутствующий свет.
«Наиболее захватывающая возможность состоит в том, что пропавшие фотоны происходят из какого-то экзотического нового источника, а не из галактик или квазаров», - сказал соавтор Нил Кац из Массачусетского университета в Амхерсте.
Команда активно исследует эти новые источники. Возможно, что в соседней Вселенной может быть неизведанная популяция квазаров. Или, более экзотично, фотоны могут быть созданы из уничтожающей темной материи.
«Самое замечательное в 400-процентном расхождении в том, что вы знаете, что что-то действительно не так», - сказал соавтор Дэвид Вайнберг из Университета штата Огайо. «Мы до сих пор не знаем наверняка, что это такое, но по крайней мере одна вещь, о которой мы думали, что знаем о современной вселенной, не соответствует действительности».
Результаты были опубликованы в The Astrophysical Journal Letters и доступны онлайн.
