Jeg tilbragte denne sidste weekend med at backpacke i Rocky Mountain National Park, hvor skønt de snedrevne toppe og det farligt tætte dyreliv var svimlende, stod nattehimmelen i triumf. Uden ild gav stjernerne, et par planeter og den overraskende lyse Mælkevej det eneste lys, der ledede vores vej.
Men nattehimmlen, som det menneskelige øje ser, er relativt mørk. Lidt synligt lys, der strækker sig over kosmos fra stjerner, tåger og galakser, når faktisk Jorden. Hele nattehimlen, som det ses af en røntgendetektor, glør imidlertid svagt.
Oprindelsen af den bløde røntgenstråle, der gennemsyrer himlen, er blevet meget diskuteret i de sidste 50 år. Men nye fund viser, at det kommer både fra og uden for solsystemet.
Tiår med kortlægning af himlen i røntgenstråler med energier omkring 250 elektron volt - ca. 100 gange energien fra synligt lys - afslørede blød emission over himlen. Og astronomer har længe søgt efter dens kilde.
Først foreslog astronomer en "lokal varm boble" af gas - sandsynligvis skåret af en nærliggende supernova-eksplosion i løbet af de sidste 20 millioner år - for at forklare røntgenbaggrunden. Forbedrede målinger gjorde det mere og mere tydeligt, at Solen befinder sig i et område, hvor interstellar gas er usædvanligt sparsom.
Men den lokale bobleforklaring blev udfordret, da astronomer indså, at kometer var en uventet kilde til bløde røntgenstråler. Faktisk kan denne proces, kendt som udveksling af solvindvind, opstå hvor som helst atomer interagerer med solvindioner.
Efter denne opdagelse vendte astronomer deres øjne mod solsystemet og begyndte at undre sig over, om røntgenstrålebaggrunden muligvis blev produceret af de ioniserede partikler i solvinden, der kolliderer med diffus interplanetær gas.
For at løse det enestående mysterium udviklede et team af astronomer ledet af Massimilliano Galeazzi fra University of Miami et røntgeninstrument, der var i stand til at udføre de nødvendige målinger.
Galeazzi og kolleger genopbyggede, testede, kalibrerede og tilpassede røntgendetektorer, der oprindeligt blev designet af University of Wisconsin og fløjet på lydende raketter i 1970'erne. Missionen blev navngivet DXL til diffus røntgenemission fra Local Galaxy.
Den 12. december 2012 lancerede DXL fra White Sands Missile Range i New Mexico på toppen af en NASA Black Brant IX-klingende raket. Den nåede en tophøjde på 160 miles og tilbragte i alt fem minutter over Jordens atmosfære.
De indsamlede data viser, at emissionen domineres af den lokale varme boble, med højst 40 procent stammer fra solsystemet.
”Dette er en betydelig opdagelse,” sagde hovedforfatter Massimiliano Galeazzi fra University of Miami i en pressemeddelelse. "Konkret påvirker eksistensen eller manglen på den lokale boble vores forståelse af galaksen i nærheden af Solen og kan bruges som fundament for fremtidige modeller af Galaxy-strukturen."
Det er nu klart, at solsystemet i øjeblikket passerer gennem en lille sky af kold interstellar gas, når det bevæger sig gennem Mælkevejen.
Skyens neutrale brint- og heliumatomer strømmer gennem solsystemet ved ca. 56.000 km / h (90.000 km / t). Brintatomerne ioniserer hurtigt, men heliumatomer bevæger sig på en sti, der stort set styres af solens tyngdekraft. Dette skaber en heliumfokuserende kegle - en brise fokuseret nedstrøms fra solen - med en meget større densitet af neutrale atomer. Disse kolliderer let med solvindioner og udsender bløde røntgenstråler.
Bekræftelsen af den lokale varme boble er en betydelig udvikling i vores forståelse af det interstellare medium, som er afgørende for at forstå stjernedannelse og galakseudvikling.
”DXL-teamet er et ekstraordinært eksempel på tværfaglig videnskab, der samler astrofysikere, planetariske videnskabsmænd og heliofysikere,” sagde medforfatter F. Scott Porter fra NASAs Goddard Space Flight Center. ”Det er usædvanligt, men meget givende, når forskere med så forskellige interesser mødes for at producere sådanne banebrydende resultater.”
Avisen er offentliggjort i Nature.
