Насколько темно в космосе и что это говорит нам о количестве галактик в видимой Вселенной? Астрономы могут оценить общее количество галактик, посчитав все, что видно в глубоком поле телескопа Hubble, а затем умножив их на общую площадь неба. Но другие галактики слишком тусклые и далекие, чтобы их можно было непосредственно обнаружить. И хотя мы не можем их сосчитать, их свет наполняет пространство слабым свечением.
1. Слабое свечение далеких галактик
Чтобы измерить это свечение, астрономические спутники должны покинуть внутреннюю часть Солнечной системы и ее световое загрязнение, вызванное отражением солнечного света от пыли. Команда ученых использовала наблюдения миссии NASA New Horizons, чтобы определить яркость этого космического оптического фона. Их результат устанавливает верхний предел количества тусклых сомнительных галактик, показывая, что их количество исчисляется лишь сотнями миллиардов, а не 2 триллионами галактик, как считалось ранее.
2. Насколько же темно в космосе?
Если ночью посмотреть вверх, то небо между звездами действительно окажется очень темным. Космическое пространство над земной атмосферой тускнеет еще больше, превращаясь в чернильно-черный, как смола. И все же, даже там, космос не совсем черный. Вселенная наполнена слабым отблеском бесчисленных далеких звезд и галактик.
- Новые измерения этого слабого фонового свечения показывают, что невидимых галактик меньше, чем предполагалось в некоторых теоретических исследованиях, и их число исчисляется лишь сотнями миллиардов, а не двумя триллионами галактик, о которых сообщалось ранее.
3. Ранняя оценка дальнего космоса
Оценка была создана на основе наблюдений очень дальнего космоса, с помощью космического телескопа Hubble. Он опирался на математические модели, чтобы оценить, сколько галактик было слишком маленьких и тусклых. Эта команда пришла к выводу, что 90% галактик во Вселенной были за пределами возможности обнаружения телескопом Hubble. Новые результаты, основанные на измерениях далекой миссии НАСА New Horizons, предполагают гораздо более скромную цифру.
«Возьмите все галактики, которые видит телескоп Hubble, удвойте это число, и это то, что мы видим, но не более того», - сказал ведущий автор исследования.
Эти результаты будут представлены в среду, 13 января 2020 года, на заседании Американского астрономического общества, которое открыто для зарегистрированных участников.
Космический оптический фон, который команда стремилась измерить, является эквивалентом более известного космического микроволнового фона в видимом свете, слабого послесвечения самого Большого взрыва до появления звезд.
Зодиакальный свет — слабое рассеянное свечение неба, имеющее треугольную форму, которое простирается вверх от горизонта и вытянуто вдоль плоскости эклиптики*.
Экли́птика — большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое с Земли годичное движение Солнца относительно звёзд. Соответственно, плоскость эклиптики — это плоскость обращения Земли вокруг Солнца
«В то время как космический микроволновый фон говорит нам о первых 450 000 лет после Большого взрыва, космический оптический фон говорит нам кое-что о сумме всех звезд, которые когда-либо образовались с тех пор», - пояснил автор исследования. «Это накладывает ограничение на общее количество галактик, которые были созданы, и на то, где они могут быть во времени».
Каким бы мощным ни был телескоп Hubble, команда не могла использовать его для этих наблюдений.
Обратите внимание: Самое опасное явление в космосе.
Хотя Hubble находится в космосе, он вращается вокруг Земли и по-прежнему страдает от светового загрязнения. Внутренняя часть Солнечной системы заполнена крошечными частицами пыли от распавшихся астероидов и комет. Солнечный свет отражается от этих частиц, создавая свечение, называемое зодиакальным светом, которое можно увидеть даже на земле.4. Помощь космического аппарата New Horizons в поиске ответа на вопрос:
"Насколько же темно в космосе?!"
Чтобы избежать зодиакального света, команде пришлось использовать обсерваторию, ускользнувшую от внутренней части Солнечной системы. К счастью, есть космический аппарат New Horizons, который доставил самые близкие из когда-либо существовавших изображений Плутона и объекта пояса Койпера, Аррокот. На своем расстоянии более 4 миллиардов миль, когда были сделаны эти наблюдения, космический аппарат New Horizons, видит окружающее небо в 10 раз темнее, чем самое темное небо, доступное для телескопа Hubble.
Подобные измерения чрезвычайно сложны. Многие люди пытались это сделать в течение долгого времени. New Horizons предоставил нам точку обзора для измерения космического оптического фона лучше, чем кто-либо мог это сделать.
Команда проанализировала существующие изображения из архивов New Horizons. Чтобы избавиться от слабого фонового свечения, им пришлось скорректировать ряд других факторов. Например, они вычитали свет от галактик, которые, как ожидается, существуют. Эти галактики слишком тусклые, чтобы их можно было идентифицировать. Самой сложной коррекцией было удаление света от звезд Млечного Пути, который отражался от межзвездной пыли и попадал в камеру.
5. Оставшееся свечение, хоть и очень слабое, все же можно было измерить.
И так, что может быть источником этого оставшегося свечения? Возможно, что множество карликовых галактик в относительно близкой вселенной находится вне пределов обнаружения. Или ореолы звезд, окружающие галактики, могут быть ярче, чем ожидалось. Может быть, по всему космосу разбросана популяция изгоев межгалактических звезд. Возможно существует гораздо больше тусклых и далеких галактик, чем предполагают теории. Это означало бы, что плавное распределение размеров галактик, измеренное на сегодняшний день, резко возрастает за пределами самых слабых систем, которые мы можем видеть - точно так же, как на пляже больше гальки, чем камней.
Предстоящий космический телескоп НАСА "Джеймс Уэбб", может помочь разгадать загадку. Если причиной являются тусклые отдельные галактики, то сверхглубокие полевые наблюдения "Уэбба" должны их обнаружить.
Больше интересных статей здесь: Звезды.
Источник статьи: Космический аппарат New Horizons отвечает на вопрос: насколько же темно в космосе?.