Der er få øjeblikke mere betagende end at stå under en strålende stjernehimmel. Mælkevejen, indpakket over i et kosmisk ark med farver og mønstre, antyder også, at der er mere end møder øjet.
De fleste af os længes efter disse mørke nætter, langt væk fra byens lys. Men en ny undersøgelse antyder, at universet er lidt også mørk.
Den store rækkevidde af tomt rum er overbrudt af filamenter af brint og helium. Men der er en afbrydelse mellem hvor lys universets store struktur forventes at være og hvor lys den faktisk er.
I en nylig undersøgelse fandt et team af astronomer, ledet af Juna Kollmeier fra Carnegie Institute for Science, lyset fra kendte populationer af stjerner og kvasarer ikke næsten nok til at forklare observationer af intergalaktisk brint.
I et stærkt oplyst univers vil intergalaktisk brint let blive ødelagt af energiske fotoner, hvilket betyder, at billeder af den store skala faktisk vil virke svagere. Mens der i et svagt univers er der færre fotoner til at ødelægge det intergalaktiske brint, og billeder vises lysere.
Hubble-rumteleskopets observationer af den store skala viser et stærkt oplyst univers. Men supercomputer-simuleringer, der kun bruger de kendte kilder til ultraviolet lys, producerer et svagt oplyst univers. Forskellen er en forbløffende 400 procent.
Observationer viser, at de ioniserende fotoner fra varme, unge stjerner næsten altid absorberes af gas i værtsgalaksen, så de slipper aldrig for at påvirke intergalaktisk brint. Den nødvendige skyldige kunne være det kendte antal kvasarer, som er langt lavere end nødvendigt for at producere det krævede lys.
"Enten er vores bogføring af lyset fra galakser og kvasarer meget langt væk, eller så er der en anden vigtig kilde til ioniserende fotoner, som vi aldrig har genkendt," sagde Kollmeier i en pressemeddelelse. ”Vi kalder dette manglende lys for fotonunderproduktionskrisen. Men det er astronomerne, der er i krise - på en eller anden måde, universet klarer sig fint. ”
Mærkeligt nok forekommer denne uoverensstemmelse kun i det nærliggende, relativt godt studerede kosmos. I det tidlige univers tilføjer alt sig.
”Simuleringerne passer dataene smukt i det tidlige univers, og de passer de lokale data smukt, hvis vi har tilladelse til at antage, at dette ekstra lys virkelig er der,” sagde medforfatter Ben Oppenheimer fra University of Colorado. "Det er muligt, at simuleringerne ikke afspejler virkeligheden, hvilket i sig selv ville være en overraskelse, fordi intergalaktisk brint er den del af universet, som vi synes, vi forstår bedst."
Så astronomer forsøger at kaste lys over det manglende lys.
”Den mest spændende mulighed er, at de manglende fotoner kommer fra en eller anden eksotisk ny kilde, ikke over galakser eller kvasarer overhovedet,” sagde medforfatter Neal Katz fra University of Massachusetts i Amherst.
Holdet udforsker disse nye kilder med kraft. Det er muligt, at der kan være en uopdaget befolkning af kvasarer i det nærliggende univers. Eller mere eksotisk, fotonerne kunne oprettes af ødelægge mørkt stof.
"Det fantastiske ved en forskel på 400 procent er, at du ved, at der er noget galt," sagde medforfatter David Weinberg fra Ohio State University. ”Vi ved stadig ikke med sikkerhed, hvad det er, men i det mindste en ting, vi troede, vi vidste om nutidens univers, er ikke sandt.”
Resultaterne blev offentliggjort i The Astrophysical Journal Letters og er tilgængelige online.
