На изображении слева показана часть нашего неба, называемая полем Boötes, в инфракрасном свете, в то время как изображение справа показывает таинственное, фоновое инфракрасное свечение, запечатленное космическим телескопом Спитцер НАСА в той же области неба. Кредит: НАСА / ЛРД-Калифорнийский технологический институт
Что вызывает таинственное свечение излучения, видимого по всему небу инфракрасными телескопами? Ответ может заключаться в сочетании концепций, которые являются относительно новыми для области астрономии, и также являются несколько спорными. Разбойные звезды, которые были выбиты из галактик, могут быть заключены в гало темной материи, которые теоретизировались для окружения галактик. Хотя эти ореолы темной материи ранее были обнаружены только косвенно путем наблюдения их гравитационных эффектов, они также могут содержать источник загадочного фонового свечения излучения.
«Инфракрасное свечение в нашем небе было огромной загадкой», - говорит Асанта Курай из Калифорнийского университета в Ирвайне, ведущий автор нового исследования, опубликованного сегодня в журнале Nature. «У нас есть новые доказательства того, что этот свет исходит от звезд, которые задерживаются между галактиками. По отдельности звезды слишком слабые, чтобы их можно было увидеть, но мы думаем, что видим их коллективное сияние ».
Коллективное свечение исходит из «интергало» ореолов темной материи, которые пронизывают Вселенную, и может ответить на большой вопрос о том, почему количество наблюдаемого света превышает количество света, излучаемого известными галактиками.
«Галактики существуют в гало темной материи, которые намного больше, чем галактики; когда галактики образуются и сливаются воедино, гало темной материи становится больше, а звезды и газ опускаются до середины гало », - сказал Эдвард Л. (Нед) Райт из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и член команды, которая использовала космический телескоп Spitzer для найдите источник инфракрасного света. «Мы говорим, что одна звезда из тысячи не делает этого, а вместо этого распространяется как темная материя. Вы не можете видеть темную материю очень хорошо, но мы предполагаем, что на самом деле в ней есть несколько звезд - только одна десятая часть процента звезд в яркой части галактики. Одна звезда из тысячи снимается с видимой галактики и распространяется как темная материя ».
Гало темной материи не совсем темное, сказал Райт. «Крошечная доля звезд в центральной галактике, одна десятая процента, распределена в гало, и это может вызвать колебания, которые мы видим».
По словам Райта, в больших скоплениях галактик астрономы обнаружили гораздо более высокий процент света внутри гало, вплоть до 20 процентов.
Для этого исследования Курей, Райт и его коллеги использовали космический телескоп Spitzer для создания инфракрасной карты области неба в созвездии Boötes. Свет путешествует к нам уже 10 миллиардов лет.
«Предположительно, этот свет в ореолах встречается повсюду в небе и просто не был измерен где-либо еще», - сказал Райт, который также является основным исследователем миссии НАСА Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE).
«Если мы действительно сможем понять происхождение инфракрасного фона, мы сможем понять, когда весь свет во вселенной был произведен и сколько было произведено», - сказал Райт. «История всего производства света во вселенной закодирована на этом фоне. Мы говорим, что колебания могут быть вызваны размытыми краями галактик, которые существовали в то же время, когда было создано большинство звезд, около 10 миллиардов лет назад ».
Свет появляется в пятнистой структуре на изображениях Spitzer.
Новое открытие противоречит исследованию, которое вышло этим летом. Александр «Саша» Кашлинский из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА и его команда посмотрели на этот же участок неба со Спитцером и предложили, что свет, создающий необычный узор, исходил от самых первых звезд и галактик.
В новом исследовании Курей и его коллеги изучили данные с большей части неба, называемой полем Bootes, охватывающей дугу, эквивалентную 50 полнолунию Земли. Эти наблюдения не были столь же чувствительны, как наблюдения из исследований Кашлинской группы, но в более широком масштабе исследователи смогли лучше проанализировать картину фонового инфракрасного света.
«Мы изучали поле Bootes со Spitzer в течение 250 часов, - сказал соавтор Дэниэл Стерн из Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния. - Изучение слабого инфракрасного фона было одной из основных целей нашего исследования, и мы тщательно разработали наблюдения, чтобы непосредственно обратиться к важному, сложному вопросу о том, что вызывает свечение фона ».
Команда пришла к выводу, что световая картина инфракрасного свечения не согласуется с теориями и компьютерным моделированием первых звезд и галактик. Исследователи говорят, что свечение слишком яркое, чтобы исходить от первых галактик, которые, как полагают, были не такими большими или многочисленными, как галактики, которые мы видим вокруг нас сегодня. Вместо этого ученые предлагают новую теорию для объяснения пятнистого света, основанную на теориях «внутрикластерного» или «внутригалогенного» звездного света.
Команда сказала, что необходимы дополнительные исследования, чтобы подтвердить эти выводы, добавив, что космический телескоп Джеймса Вебба должен помочь.
«Острое инфракрасное зрение телескопа Джеймса Уэбба позволит непосредственно увидеть некоторые из самых ранних звезд и галактик, а также бездомных звезд, скрывающихся между окраинами близлежащих галактик», - сказал Эрик Смит, заместитель руководителя программы JWST в штаб-квартире НАСА. в тоне «Таинственные объекты, составляющие фоновый инфракрасный свет, могут, наконец, обнажиться».
Источники: НАСА, УКЛА
