התמונה משמאל מציגה חלק משמיים שלנו, המכונה שדה Boötes, באור אינפרא אדום, ואילו התמונה מימין מראה זוהר אינפרא אדום מסתורי, שנלכד על ידי טלסקופ החלל שפיצר של נאס"א באותו אזור של שמיים. קרדיט: נאס"א / JPL-Caltech
מה גורם לזוהר הקרינה המסתורי שנראה על פני כל השמים על ידי טלסקופים אינפרא אדום? התשובה עשויה להיות בשילוב של מושגים שהם יחסית חדשים בתחום האסטרונומיה, וגם מעט מעוררי מחלוקת. כוכבים נוכלים שנזרקו מהגלקסיות עשויים להיות משובצים בהילות של חומר אפל שעברו תיאוריה להקיף גלקסיות. אמנם הילות חומר אפל אלה התגלו בעבר רק בעקיפין על ידי התבוננות בהשפעות הכבידה שלהן, אך הן עשויות גם להחזיק את מקור זוהר הרקע האניגמטי של הקרינה.
"הזוהר של הרקע האינפרא אדום בשמינו היה תעלומה אדירה", אמרה אסנתה קוראי מאוניברסיטת קליפורניה באירווין, סופרת ראשית של המחקר החדש שפורסם בכתב העת Nature. "יש לנו עדויות חדשות שהאור הזה הוא מהכוכבים שמתמהמהים בין גלקסיות. באופן אינדיבידואלי, הכוכבים קלושים מכדי להיראות, אבל אנו חושבים שאנחנו רואים את הזוהר הקולקטיבי שלהם. "
הזוהר הקולקטיבי נובע מ"ה interhalo "של הילות חומר אפל שחודרות ביקום, ועשוי לענות על השאלה הגדולה מדוע כמות האור שנצפה עולה על כמות האור הנפלטת מגלקסיות ידועות.
"גלקסיות קיימות בהילות של חומר אפל שגדולות בהרבה מהגלקסיות; כאשר גלקסיות נוצרות ומתמזגות יחד, הילת החומר האפל הולכת וגדלה והכוכבים והגז שוקעים לאמצע ההילה, "אמר אדוארד ל. (נד) רייט מטעם UCLA וחבר בצוות שהשתמש בטלסקופ החלל שפיצר כדי חפש את מקור האור האינפרא אדום. "מה שאנחנו אומרים זה כוכב אחד באלף לא עושה את זה ובמקום זה מופץ כמו חומר אפל. אתה לא יכול לראות את החומר האפל כל כך טוב, אבל אנו מציעים לו שבאמת יש בו כמה כוכבים - רק עשירית אחוז ממספר הכוכבים בחלק המואר של הגלקסיה. כוכב אחד באלף נפלט מהגלקסיה הנראית ומתפזר כמו החומר האפל. "
הילת החומר האפל אינה חשוכה לחלוטין, אמרה רייט. "חלק זעיר, עשירית האחוז, של הכוכבים בגלקסיה המרכזית התפשט להילה, וזה יכול לייצר את התנודות שאנחנו רואים."
באשכולות גדולים של גלקסיות, אסטרונומים מצאו אחוזים גבוהים בהרבה של אור תוך-הילה, גדולים כמו 20 אחוזים, אמר רייט.
לצורך מחקר זה, קוראי, רייט ועמיתיו השתמשו בטלסקופ החלל שפיצר כדי לייצר מפה אינפרא אדום של אזור השמיים בקונסטלציה Boötes. האור נוסע אלינו במשך 10 מיליארד שנים.
"יש להניח כי האור הזה בהילות מתרחש בכל מקום בשמיים ופשוט לא נמדד בשום מקום אחר," אמר רייט, שהוא גם החוקר הראשי במשימת ה- WISE (WISE) רחבה של שדה אינפרא אדום.
"אם אנו באמת יכולים להבין את מקורו של הרקע האינפרא אדום, נוכל להבין מתי כל האור ביקום הופק וכמה הופק," אמר רייט. "ההיסטוריה של כל ייצור האור ביקום מקודדת ברקע זה. אנו אומרים שהתנודות יכולות להיווצר על ידי הקצוות המטושטשים של הגלקסיות שהיו קיימות באותה עת שרוב הכוכבים נוצרו, לפני כעשרה מיליארד שנים. "
האור מופיע בדפוס כתום בתמונות שפיצר.
הממצא החדש עולה בקנה אחד עם מחקר שיצא בקיץ. אלכסנדר "סשה" קשלינסקי ממרכז טיסת החלל "גודארד" של נאס"א וצוותו התבוננו באותה טפיעה של שמיים עם שפיצר והציעו שהאור שהדפוס החריג יגיע מהכוכבים והגלקסיות הראשונות.
במחקר החדש, קוראי ועמיתיו בדקו נתונים מחלק גדול יותר של השמים, המכונה שדה בוטות, וכיסו קשת השווה ל 50 ירחים מלאים בכדור הארץ. תצפיות אלה לא היו רגישות כמו אלה ממחקרי קבוצת קשלינסקי, אך בקנה מידה הגדול יותר אפשרו לחוקרים לנתח טוב יותר את דפוס האור האינפרא אדום ברקע.
"התבוננו בשדה Bootes עם שפיצר במשך 250 שעות," אמר המחבר המשותף דניאל שטרן ממעבדת ההנעה סילונית של נאס"א בפסדינה, קליף. "לימוד הרקע האינפרא אדום הקלוש היה אחת ממטרות הליבה של הסקר שלנו, ועיצבנו בזהירות התצפיות כדי להתייחס ישירות לשאלה החשובה והמאתגרת של הגורם לזוהר הרקע. "
הצוות הגיע למסקנה כי דפוס האור של זוהר האינפרא אדום אינו תואם לתיאוריות והדמיות מחשב של הכוכבים והגלקסיות הראשונות. החוקרים טוענים כי הזוהר בהיר מכדי להיות מהגלקסיות הראשונות, שלדעתם לא היו כה גדולות או רבות כמו הגלקסיות שאנו רואים סביבנו כיום. במקום זאת, המדענים מציעים תיאוריה חדשה שתסביר את האור הכתום, המבוסס על תיאוריות של "כוכב-פנים" או "אור-פנים".
הצוות אמר כי יש צורך במחקר נוסף בכדי לאשר ממצאים אלה, והוסיף כי טלסקופ החלל ג'יימס ווב צריך לעזור.
אריק סמית ', סגן מנהל התוכנית של JWST במטה נאס"א, "החזון האינפרא אדום החזק של טלסקופ ג'יימס ווב יוכל לראות ישירות את הכוכבים והגלקסיות הקדומים ביותר, כמו גם את הכוכבים התועים האורבים בין פרברי הגלקסיות הסמוכות. בוושינגטון. "סוף סוף ייחשפו חפצי התעלומה המרכיבים את האור האינפרא אדום ברקע."
מקורות: נאס"א, UCLA
