NASA порахує позагалактичні зірки за допомогою телескопів на геофізичних ракетах

Астрофізики давно помітили, що в космосі набагато більше світла, ніж повинно бути, враховуючи кількість помітних джерел. У пошуках неврахованих зірок і інших випромінювачів фахівці NASA проводять експеримент CIBER-2. Це серія запусків компактних телескопів на геофізичних ракетах.

Один з запусків CIBER-2 в 2013 році / © University of Tokyo, T. Arai

Cosmic Infrared Background Experiment-2, або просто CIBER-2, триває вже понад десять років. Його проводить команда дослідників під керівництвом Михайла Земцова (Michael Zemcov) з Рочестерського технологічного інституту (Нью-Йорк) і Джеймі Бока (Jamie Bock), співробітника Каліфорнійського технологічного університету (Пасадена). Першу серію експериментів (CIBER) вони проводили ще постдокторант і відтоді радикально удосконалили свої інструменти.

Завдання цих досліджень - зрозуміти, звідки у всесвіті береться «зайве» світло. Річ у тім, що навіть найоптимістичніші оцінки кількості зірок не пояснюють наявність фонового випромінювання. І мова не про реліктове, яке представляє собою відлуння Великого вибуху і знаходиться в досить вузькому діапазоні довжин хвиль. За межами Сонячної системи й Чумацького шляху знаходиться дуже багато випромінювання в різних діапазонах, походження якого не вписується в існуючі дані про кількість його можливих джерел.

Знімок розсіяного позагалактичного фонового світла, на якому маскою закриті відомі зірки. Очевидно, що випромінювання набагато більше, ніж вони здатні випустити / © NASA, JPL-Caltech, A. Kashlinsky

Одна з версій свідчить, що ми просто недооцінюємо кількість зірок у Всесвіті в цілому і за межами галактик зокрема. Саме її і перевіряє CIBER-2. Серія експериментів, яка передувала цьому підтвердила, що інфрачервоного випромінювання в космосі більше звичайного. Але вона не пояснила його природу. Тепер вчені шукають фотони в трохи більш широкому спектрі - від близького ІЧ до зеленого видимого.

Річ у тім, що загальну популяцію зірок найпростіше оцінювати за кількістю найпоширеніших їх типів - карликів класів M і K (близько 73% і 15% зірок Чумацького шляху, відповідно). Найбільше світла вони випромінюють в ІЧ-діапазоні, але також випромінюють і видимі фотони. Так що розширивши чутливість CIBER-2 астрофізики планують ідентифікувати джерела випромінювання точніше. Підтвердивши походження розсіяного позагалактичного фонового світла від «безпритульних» зірок або знайшовши сліди інших явищ.

Вважається, що чимала частина світил може бути викинута з рідних галактик в результаті різних подій, наприклад, злиття або гравітаційного впливу цих колосальних астрономічних об'єктів. Ще одним джерелом «зайвого» світла можуть бути первинні зірки всесвіту, які давно закінчили своє існування. Випущене ними випромінювання досі буквально поневіряється по нескінченному космосу, з часом повільно переходячи в більш довгохвильовий спектр.

Схема телескопа CIBER-2 / © https: //doi.org/10.1117/12.2229567

Існує й альтернативна версія, яку теж треба перевірити. Можливо, значна частина «зайвого» світла - лише відбите випромінювання або шум від відомих джерел. В тому числі нашої рідної галактики або навіть зірки. Від нього важко позбутися, але в арсеналі астрофізиків є методи. Набагато цікавіше інший варіант: є шанс що насправді фонового світла ще більше, просто ми його не розрізняємо доступними інструментами через вищезазначені перешкоди.

У будь-якому випадку, на обробку даних CIBER-2 підуть роки. Розповідаючи про свою роботу порталу Phys.org, Земцов і Бік не уточнили, скільки ще буде таких запусків. Ймовірно, поки ми не отримаємо остаточні відповіді на фундаментальні питання.

Натхнення: naked-science.ru