Зонд НАСА заглянул в темноту космоса и обнаружил неожиданные источники света
В июле 2015 года зонд НАСА New Horizons вошел в историю, когда он стал первой миссией в истории, совершившей облет Плутона на близком расстоянии.
За этим последовала первая встреча космического корабля с объектом пояса Койпера (KBO), известным как Аррокот (AKA 2014 MU69), 31 декабря 2018 года. Кроме того, его уникальное положение во внешней Солнечной системе позволило астрономам проводить редкие научные операции.
Они включали измерения параллакса Проксимы Центавра и Вольфа 359, двух ближайших к Солнечной системе звезд.
Кроме того, группа астрономов во главе с Национальной оптической астрономической обсерваторией (NOAO) и Юго-Западным исследовательским институтом (SwRI) использовала архивные данные дальнего разведывательного тепловизора (LORRI) для проведения измерений космического оптического фона (COB).
Исследование, недавно принятое к публикации в The Astrophysical Journal, возглавил Тод Р. Лауэр из NOAO. К нему присоединились Алан Стерн (руководитель миссии New Horizons) и исследователи из SwRI, NASA, Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса (JHUAPL), Научного института космического телескопа (STSI), Института Луны и планет (LPI). Института SETI и множеством университетов и институтов.
Проще говоря, COB — это свет от всех источников за пределами Млечного Пути, который рассеивается по всей наблюдаемой Вселенной.
В этом смысле он является аналогом космического микроволнового фона (CMB) в видимом свете и является важным ориентиром для астрономов. Измеряя этот свет, они могут различать расположение звезд, размер и плотность галактик и проверять теории о структуре и образовании космоса.
Точное измерение космического оптического фона важно по нескольким причинам. Во-первых, этот фон является неотъемлемой частью истории звездообразования, звездных скоплений, галактик, черных дыр, скоплений галактик и крупномасштабной структуры Вселенной.
Следовательно, точное знание того, насколько темным является ночное небо, может дать представление о формировании и эволюции Вселенной.
Кроме того, астрономы стремились определить, существует ли диффузная составляющая в COB (dCOB), источнике фотонов, не связанном с какими-либо известными в настоящее время объектами.
Присутствие такого компонента позволило бы астрономам проверить, сколько космического фонового света может исходить от объектов в областях с низкой плотностью Вселенной или от объектов, которые сформировались до того, как Вселенная организовалась в ее текущие структуры.
dCOB также может отражать производство фотонов более экзотическими процессами, такими как аннигиляция или распад частиц темной материи, тем самым помогая в продолжающемся поиске этой «невидимой» массы.
К сожалению, эти типы исследований создают множество проблем, поскольку земные телескопы подвержены атмосферным искажениям, а космические телескопы должны иметь дело с помехами от зодиакального света.
В результате со временем наблюдались серьезные расхождения в предполагаемой яркости оптического фона.
Но для космических аппаратов во внешней Солнечной системе такие помехи не являются проблемой. Вот почему астрономы полагались на все предыдущие миссии, которые выходили за пределы Нептуна, для проведения измерений COB, то есть миссии Pioneer 10/11 и Voyager 1/2.
Точно так же Космический телескоп Хаббл также провел измерения COB, но они были ограничены по сравнению с тем, что смогли засвидетельствовать New Horizons.
В 2017 году группа под руководством НАСА изучила данные LORRI из четырех разных изолированных полей неба, которые были получены в период с 2007 по 2010 год. Это совпало с фазой круиза New Horizons, когда он проходил между орбитами Юпитера и Урана.
Для этого исследования Лауэр и его команда изучили наблюдаемые LORRI уровни яркости семи полей высоких галактических широт, когда миссия New Horizons находилась на расстоянии 42-45 а.е. от Солнца.
На таком расстоянии средний уровень необработанного света был в 10 раз темнее, чем то, что смог наблюдать Хаббл. После исправления любых оставшихся помех команда провела симуляцию для моделирования потенциальных источников света.
Из этого они смогли различить присутствие диффузного компонента неизвестного происхождения, возможно, вызванного присутствием слабых галактик, которые остаются необнаруженными.
Как пришли к выводу Лауэр и его коллеги, это может означать, что текущая перепись слабых галактик не соответствует действительности и половина галактик с видимой звездной величиной 30 или более не учтены.
Это не первый случай за последние годы, когда галактическая перепись должна быть пересмотрена. Еще несколько лет назад астрономы были единодушны в том, что в наблюдаемой Вселенной существует 200 миллиардов галактик.
Это было основано на кампании наблюдения Hubble Ultra Deep Field, на основе которой астрономы создали подробные трехмерные карты Вселенной.
Но по пересмотренным расчетам в 2016 году астрономы подсчитали, что в наблюдаемой Вселенной насчитывается до двух триллионов галактик. Основываясь на этих последних результатах, кажется, что счетчик, возможно, потребуется обновить снова.
Тем не менее, работа Лауэра и его коллег демонстрирует полезность таких миссий, как New Horizons, и видов исследований, которые они могут проводить во внешней Солнечной системе.
Статья опубликована Universe Today.
Источники: Фото: Панорама Млечного Пути. (ESO / S. Brunier)
