Imaginea din stânga arată o porțiune din cerul nostru, numită câmpul Boötes, în lumină infraroșie, în timp ce imaginea din dreapta arată o strălucire misterioasă, în infraroșu, captată de Telescopul spațial Spitzer al NASA, în aceeași regiune a cerului. Credite: NASA / JPL-Caltech
Ce provoacă strălucirea misterioasă a radiațiilor văzută pe întregul cer de telescoapele infraroșii? Răspunsul poate consta într-o combinație de concepte care sunt relativ noi în domeniul astronomiei și sunt oarecum controversate, de asemenea. Stelele rogi care au fost scoase din galaxii pot fi încorporate în halouri de materie întunecată, care au fost teoretizate pentru a înconjura galaxiile. În timp ce aceste halos de materie întunecată au fost anterior detectate doar indirect prin observarea efectelor lor gravitaționale, ele pot, de asemenea, să mențină sursa strălucirii enigmatice de fundal a radiațiilor.
„Strălucirea de fundal în infraroșu pe cerul nostru a fost un mister imens”, a declarat Asantha Cooray de la Universitatea California din Irvine, autorul principal al noii cercetări publicate astăzi în revista Nature. „Avem noi dovezi că această lumină provine de la stelele care se întind între galaxii. Individual, stelele sunt prea slabe pentru a fi văzute, dar credem că le vedem strălucirea colectivă. ”
Strălucirea colectivă provine din „interhalo” de halos de materie întunecată care pătrunde în Univers și poate răspunde la marea întrebare de ce cantitatea de lumină observată depășește cantitatea de lumină emisă din galaxiile cunoscute.
„Galaxiile există în halouri de materie întunecată, care sunt mult mai mari decât galaxiile; atunci când galaxiile se formează și se contopesc, halo-ul de materie întunecată devine mai mare, iar stelele și gazul se scufundă în mijlocul haloului ”, a declarat Edward L. (Ned) Wright, de la UCLA și un membru al echipei care a folosit telescopul spațial Spitzer pentru căutați sursa luminii infraroșii. „Ceea ce spunem este că o stea din o mie nu face asta și, în schimb, este distribuit ca materia întunecată. Nu puteți vedea materia întunecată foarte bine, dar vă propunem că de fapt are câteva stele în ea - doar o zecime din 1 la sută din numărul de stele din partea luminoasă a galaxiei. O stea din o mie este scoasă din galaxia vizibilă și este distribuită ca materia întunecată. "
Hright materia întunecată nu este total întunecată, a spus Wright. „O fracție minusculă, o zecime din procent, din stelele din galaxia centrală a fost răspândită în halo și acest lucru poate produce fluctuațiile pe care le vedem.”
În grupurile mari de galaxii, astronomii au găsit procente mult mai mari de lumină intra-halogenă, de până la 20 la sută, a spus Wright.
Pentru acest studiu, Cooray, Wright și colegii lor au folosit telescopul spațial Spitzer pentru a produce o hartă în infraroșu a unei regiuni a cerului din constelația Boötes. Lumina călătorește la noi de 10 miliarde de ani.
„Probabil că această lumină în halos apare oriunde pe cer și pur și simplu nu a fost măsurată nicăieri în altă parte”, a spus Wright, care este și investigatorul principal al misiunii Explorer WISE (WISE) de la NASA pe teren larg.
„Dacă putem înțelege cu adevărat originea fundalului în infraroșu, putem înțelege când toată lumina din univers a fost produsă și cât a fost produsă”, a spus Wright. „Istoria întregii producții de lumină în univers este codificată în acest context. Spunem că fluctuațiile pot fi produse de marginile confuze ale galaxiilor care existau în același timp în care au fost create cele mai multe stele, cu aproximativ 10 miliarde de ani în urmă. "
Lumina apare la un model neplăcut în imaginile Spitzer.
Noile descoperiri sunt în contradicție cu un studiu apărut în această vară. Alexander „Sasha” Kashlinsky de la Centrul de zbor spațial Goddard al NASA și echipa sa s-au uitat la același petec de cer cu Spitzer și au propus ca lumina să facă modelul neobișnuit să vină de la primele stele și galaxii.
În noul studiu, Cooray și colegii săi au analizat datele dintr-o porțiune mai mare a cerului, numită câmpul Bootes, care acoperă un arc echivalent cu 50 de luni lungi. Aceste observații nu au fost la fel de sensibile ca cele din studiile grupului Kashlinsky, dar la scară mai mare le-a permis cercetătorilor să analizeze mai bine modelul luminii infraroșii de fundal.
"Am privit câmpul Bootes cu Spitzer timp de 250 de ore", a declarat co-autorul Daniel Stern al Laboratorului de Propulsie Jet NASA din Pasadena, Calif. "Studierea fundalului infraroșu slab a fost unul dintre obiectivele principale ale sondajului nostru și am conceput cu atenție observațiile pentru a aborda direct întrebarea importantă și provocatoare despre ce provoacă strălucirea fundalului. "
Echipa a concluzionat că modelul de lumină al strălucirii infraroșii nu este în concordanță cu teoriile și simulările pe computer ale primelor stele și galaxii. Cercetătorii spun că strălucirea este prea strălucitoare pentru a fi din primele galaxii, despre care se crede că nu au fost la fel de mari sau la fel de numeroase ca galaxiile pe care le vedem în jurul nostru astăzi. În schimb, oamenii de știință propun o nouă teorie care să explice lumina neplăcută, bazată pe teoriile „intracluster” sau „intrahalo”.
Echipa a spus că este nevoie de mai multe cercetări pentru a confirma aceste descoperiri, adăugând că James Webb Space Telescope ar trebui să ajute.
„Viziunea infraroșuosă a telescopului James Webb va putea vedea în mod direct unele dintre cele mai vechi stele și galaxii, precum și stelele rătăcite care pândesc între marginea galaxiilor din apropiere”, a declarat Eric Smith, directorul adjunct al programului JWST la sediul NASA. la Washington. „Obiectele de mister care alcătuiesc lumina infraroșie de fundal pot fi în sfârșit expuse.”
Surse: NASA, UCLA
