Kosmiczny Teleskop Spitzera rozwiązuje zagadkę świecenia tła nieba

Spitzer
Rezultaty   badań   przeprowadzonych   Kosmicznym   Teleskopem   Spitzera, opublikowane   w   prestiżowym   czasopiśmie  Nature,  rzucają   nowe   światło   na  zagadkowe  słabe świecenie tła obserwowane w podczerwieni we wszystkich kierunkach   na   niebie.   Okazuje   się,   że   świecenie   to   najprawdopodobniej powodują gwiazdy wyrwane z galaktyk i wyrzucone poza ich obszar podczas zderzeń galaktyk zachodzących we wczesnym Wszechświecie.

Świecenie tła nieba w podczerwieni jest wielką zagadką mówi profesor Asantha Cooray z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine, główny autor publikacji w Nature. Mamy nowe dowody na to, że światło to pochodzi od gwiazd znajdujących się  pomiędzy galaktykami. Pojedynczo są one niewidoczne, ale uważamy, że duża  ich liczba powoduje świecenie tła nieba.

Rezultaty   tych   badań   nie zgadzają   się   z   inną   teorią   wyjaśniającą   to   samo  zjawisko również na podstawie obserwacji wykonanych za pomocą Teleskopu Spitzera.   Grupa   prowadzona   przez   profesora   Alexandra   Kashlinsky'ego   z  Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda (NASA) uważa, że światło to, które na zdjęciach z teleskopu Spitzera wygląda jak plamisty wzór, pochodzi z pierwszych gwiazd i galaktyk, które powstały po Wielkim Wybuchu.

W opublikowanych właśnie w  Nature  badaniach grupa prof. Cooraya, w skład której   wchodzi   dr   Szymon   Kozłowski   z   Obserwatorium   Astronomicznego Uniwersytetu   Warszawskiego,   przeanalizowała   dane   ze   znacznie   większego obszaru nieba niż grupa prof. Kashlinsky'ego. Nowe dane mają mniejszy zasięg jasności,   ale   obejmują   obszar   nieba   o   powierzchni  odpowiadającej   50-ciu tarczom Księżyca w pełni, znajdujący się w gwiazdozbiorze Wolarza. Większy obszar   obserwacji   pozwolił   na   dokładniejsze   zbadanie   tych   zagadkowych wzorów w podczerwonym tle nieba.

Pole   w   Wolarzu   obserwowane   było   teleskopem   Spitzera   przez   250   godzin. Jednym z głównych celów przeglądu nieba było badanie słabego świecenia tła nieba w podczerwieni. Sposób obserwacji był tak zaplanowany,  aby zwiększyć szansę rozwikłania  tej zagadki. Dane   zebrane   w  ramach  projektu   okazały  się  jednak  bardzo  przydatne   również   do  innych projektów naukowych  zauważa  dr Szymon Kozłowski, który analizował zebrane przez satelitę Spitzer dane. Wraz z tą samą grupą zbadał on zmienność 500 tysięcy galaktyk w podczerwieni oraz odkrył jedną z najjaśniejszych gwiazd supernowych. Zespół   prof.   Cooray'a   doszedł   do   wniosku,   że   zaobserwowany   wzór podczerwonego   świecenia   nie   pasuje   do   dotychczas   zaproponowanych   teorii oraz symulacji komputerowych rozkładu świecenia pierwszych galaktyk. Autorzy twierdzą, że zaobserwowane światło tła nieba jest zbyt jasne na to, aby mogło pochodzić od pierwszych gwiazd i galaktyk. Uważa się bowiem, że we wczesnym Wszechświecie   nie   było   ich   tak   wiele   jak   to   ma   miejsce   teraz.   Naukowcy proponują wyjaśnienie plamistego wzoru za pomocą światła obecnych gwiazd znajdujących się w halo galaktyk lub pomiędzy galaktykami.

Inspiracją   były   publikacje   naukowe   dotyczące   przewidywań   istnienia   gwiazd wyrwanych   z   galaktyk.   Źródłem   strug   gwiazd,   wyrzucanych   podczas   ewolucji Wszechświata   w   przestrzeń   pozagalaktyczną,   mogły   być   zarówno   zderzenia galaktyk, jak również znany astronomom burzliwy proces „połykania” galaktyk karłowatych przez masywniejszych sąsiadów. Aby potwierdzić tę hipotezę potrzebne będą dodatkowe badania. Na przykład, analogiczne   obserwacje   w   świetle   widzialnym   powinny   odtworzyć   ten   sam plamisty wzór. W przyszłości, za pomocą planowanego Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, będzie można bezpośrednio zaobserwować niektóre pierwsze gwiazdy i galaktyki i na tej podstawie ustalić, która z dwóch teorii jest poprawna.

Praca opisująca wyniki badań została opublikowana w tygodniku Nature w dn. 25 października 2012 r.:
A  measurement   of   the   intrahalo   light   fraction   with   near-infrared   background  anisotropies
Ashanta   Cooray,   Joseph   Smidt,   Francesco   De   Bernardis,   Yan Gong, Daniel Stern, Matthew L. N. Ashby, James J. Bock, Peter R. Eisenhardt, Christopher C. Frazer, Anthony H. Gonzalez, Christopher S. Kochanek, Szymon Kozlowski, Edward L. Wright and Michael Zemcov, Nature, 490, 514

Źródło: Obserwatorium Astronomiczne  Uniwersytetu Warszawskiego

Liczba odsłon: 1194


Obraz po lewej to fragment nieba w konstelacji Wolarza w podczerwieni, po prawej widać zagadkowe świecenie tła tego samego fragmentu nieba z obserwacji podczerwonych Teleskopu Spitzera. Szare plamy maskują światło ze znanych gwiazd  i galaktyk.
Źródło: NASA/JPL-Caltech/UC Irvine;  /herschel.uci.edu/