Billedet til venstre viser en del af vores himmel, kaldet Boötes-feltet, i infrarødt lys, mens billedet til højre viser en mystisk baggrund, infrarød glød, der er fanget af NASAs Spitzer-rumteleskop i samme himmelregion. Kredit: NASA / JPL-Caltech
Hvad forårsager den mystiske glød af stråling set over hele himlen af infrarøde teleskoper? Svaret kan ligge i en kombination af begreber, der er relativt nye inden for astronomifeltet, og som også er noget kontroversielle. Rogue stjerner, der er blevet sparket ud af galakser, kan være indlejret i mørke stof-haloer, der er blevet teoretiseret til at omringe galakser. Selvom disse mørke stoffer haloer tidligere kun er blevet opdaget indirekte ved at observere deres tyngdepåvirkninger, kan de også indeholde kilden til den gådefulde baggrundsstråle af stråling.
”Den infrarøde baggrundsglød på vores himmel har været et enormt mysterium,” sagde Asantha Cooray fra University of California i Irvine, hovedforfatter af den nye forskning, der blev offentliggjort i dag i tidsskriftet Nature. ”Vi har nye beviser for, at dette lys er fra de stjerner, der drager mellem galakser. Individuelt er stjernerne for svage til at blive set, men vi tror, vi ser deres kollektive glød. ”
Den kollektive glød er fra ”interhaloen” af mørke stof-glorier, der gennemsyrer universet, og kan svare på det store spørgsmål om, hvorfor den observerede lysmængde overstiger den mængde lys, der udsendes fra kendte galakser.
”Galakser findes i mørke stoffer, som er meget større end galakserne; når galakser dannes og smelter sammen, bliver den mørke materie-glorie større, og stjernerne og gassen synker ned til midten af glorie, ”sagde Edward L. (Ned) Wright fra UCLA og et medlem af teamet, der brugte Spitzer-rumteleskopet til søg kilden til det infrarøde lys. ”Det, vi siger, er en stjerne i tusind, gør det ikke og bliver i stedet distribueret som mørkt stof. Du kan ikke se den mørke stof meget godt, men vi foreslår, at den faktisk har et par stjerner i sig - kun en tiendedel af 1 procent af antallet af stjerner i den lyse del af galaksen. Én stjerne i tusind bliver fjernet fra den synlige galakse og distribueres som den mørke stof. ”
Den mørke stof-glorie er ikke helt mørk, sagde Wright. "En lille brøkdel, en tiendedel af en procent af stjernerne i den centrale galakse er spredt ud i glorie, og dette kan producere de udsving, vi ser."
I store klynger af galakser har astronomer fundet meget højere procentdel af intra-halo lys, så store som 20 procent, sagde Wright.
Til denne undersøgelse brugte Cooray, Wright og kolleger Spitzer-rumteleskopet til at fremstille et infrarødt kort over en himmelregion i stjernebilledet Boötes. Lyset har rejst til os i 10 milliarder år.
”Formodentlig forekommer dette lys i glorier overalt på himlen og er bare ikke blevet målt andre steder,” sagde Wright, der også er hovedundersøger for NASAs WISE-mission (Wide-field Infrared Survey Explorer).
”Hvis vi virkelig kan forstå oprindelsen af den infrarøde baggrund, kan vi forstå, hvornår alt lys i universet blev produceret, og hvor meget der blev produceret,” sagde Wright. ”Historien om al produktion af lys i universet er kodet i denne baggrund. Vi siger, at udsvingene kan produceres ved de uklare kanter af galakser, der eksisterede på samme tid, som de fleste af stjernerne blev skabt for omkring 10 milliarder år siden. ”
Lyset vises på et plettet mønster i Spitzer-billederne.
Det nye fund er i strid med en undersøgelse, der kom ud i sommer. Alexander “Sasha” Kashlinsky fra NASAs Goddard Space Flight Center og hans team kiggede på denne samme himmelblok med Spitzer og foreslog, at det lys, der gjorde det usædvanlige mønster kom fra de allerførste stjerner og galakser.
I den nye undersøgelse kiggede Cooray og kolleger på data fra en større del af himlen, kaldet Bootes-feltet, der dækkede en bue svarende til 50 fulde jordmåner. Disse observationer var ikke så følsomme som dem fra Kashlinsky-gruppens undersøgelser, men i større skala gjorde det muligt for forskere at analysere bedre mønsteret i det infrarøde lys fra baggrunden.
”Vi kiggede på Bootes-feltet med Spitzer i 250 timer,” sagde medforfatter Daniel Stern fra NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Calif. ”At studere den svage infrarøde baggrund var et af hovedmålene i vores undersøgelse, og vi designede omhyggeligt observationer for direkte at tackle det vigtige, udfordrende spørgsmål om, hvad der forårsager baggrunden glød. ”
Holdet konkluderede, at det lette mønster af den infrarøde glød ikke stemmer overens med teorier og computersimuleringer af de første stjerner og galakser. Forskere siger, at glødet er for lyst til at være fra de første galakser, som menes ikke at have været så store eller så mange som de galakser, vi ser omkring os i dag. I stedet foreslår forskerne en ny teori for at forklare det plettet lys, baseret på teorier om ”intracluster” eller ”intrahalo” stjernelys.
Holdet sagde, at der er behov for mere forskning for at bekræfte disse fund, og tilføjede, at James Webb-rumteleskopet skulle hjælpe.
”Den skarpe infrarøde vision af James Webb-teleskopet vil være i stand til at se nogle af de tidligste stjerner og galakser direkte såvel som de omstrejfne stjerner, der lurer mellem udkanten af nærliggende galakser,” sagde Eric Smith, JWSTs viceprogramleder ved NASAs hovedkvarter i Washington. ”Mystiske objekter, der udgør det infrarøde lys i baggrunden, kan endelig blive udsat for.”
Kilder: NASA, UCLA
