Астрономы, используя возможности и расположение космического аппарата New Horizons, провели наиболее точные и прямые измерения общего количества света, который генерируется Вселенной.
New Horizons находится на расстоянии более 7,3 миллиарда километров от Земли, в области Солнечной системы, достаточно удалённой от Солнца, что обеспечивает самое тёмное окружение для любого существующего телескопа и предоставляет уникальную точку наблюдения для измерения общей яркости Вселенной.
«Теперь у нас появилось представление о том, насколько темной является на самом деле космическая среда. Результаты показывают, что подавляющее большинство видимого света во Вселенной сосредоточено в галактиках. Мы также не обнаружили доказательств значительных источников света, не известных астрономам» — отметил Марк Постман, астроном из Научного института космического телескопа в Балтиморе и ведущий автор новой статьи, опубликованной в The Astrophysical Journal, в которой подробно описывается исследование.
Полученные результаты решают загадку, волновавшую учёных с 1960-х годов, когда астрономы Арно Пензиас и Роберт Уилсон обнаружили, что пространство Вселенной пронизано мощным микроволновым излучением, которое, как предполагалось, осталось с момента создания самой Вселенной.
За это открытие они были удостоены Нобелевской премии. Впоследствии были также обнаружены доказательства фонового рентгеновского, гамма- и инфракрасного излучения.
Обнаружение фона видимого света, более формально называемого космическим оптическим фоном (COB), позволило суммировать весь свет, генерируемый галактиками за всю историю существования Вселенной до того, как космические телескопы «Хаббл» и «Джеймс Уэбб» смогли напрямую зафиксировать тусклые галактики.
В эпоху телескопов «Хаббл» и «Джеймс Уэбб» астрономы измеряли COB, чтобы выявить свет, который может исходить от других источников, помимо известных галактик. Однако проведение подобных измерений общей световой интенсивности Вселенной крайне сложно с Земли или из любой точки внутренней Солнечной системы.
«Многочисленные попытки измерить его напрямую сталкивались с проблемой избыточного света, исходящего от Солнца и отражённого межпланетной пылью, создающей туманную дымку, скрывающую слабый свет ранней Вселенной. Все попытки измерить силу COB из внутренней части Солнечной системы страдают от значительной неопределённости», — сообщил Тод Лауэр, участник исследовательской группы New Horizons и астроном из Национального научного фонда NOIRLab в Тусоне, соавтор новой статьи.
На данный момент New Horizons находится глубоко в поясе Койпера и движется к межзвёздному пространству. В конце прошлого лета, находясь на расстоянии в 57 раз превышающем дистанцию от Солнца до Земли, New Horizons сканировал Вселенную с помощью инструмента LORRI (Long Range Reconnaissance Imager), собрав два десятка отдельных полей изображения.
Сам LORRI был защищён от солнечного света основным корпусом космического аппарата, что предотвращало попадание даже самого слабого солнечного света в чувствительную камеру. Целевые поля были расположены вне яркого диска и ядра Млечного Пути и находящихся поблизости ярких звёзд.
Наблюдатели New Horizons использовали другие данные, полученные миссией Planck Европейского космического агентства, для калибровки уровня инфракрасного излучения по отношению к уровню видимого света.
Этот подход позволил точно предсказать и скорректировать присутствие рассеянного пылью света Млечного Пути на снимках COB. В 2021 году, при предыдущем наблюдении COB с помощью New Horizons, учёные допустили ошибку, недооценив количество рассеянного пылью света и переоценив избыточный свет от самой Вселенной.
Однако на этот раз, учтя все известные источники, такие как звёзды и свет, рассеянные тонкими облаками пыли в Млечном Пути, исследователи пришли к тому, что остаточный уровень видимого света полностью соответствует интенсивности света, генерируемого всеми галактиками за последние 12,6 миллиарда лет.
«Наиболее простое объяснение состоит в том, что COB полностью обусловлен галактиками. За пределами галактик нас ждёт только темнота. Это показывает, что наша текущая расширенная миссия не только достижима, но и приносит значимый научный вклад, выходящий далеко за рамки первоначальной цели этой миссии — проведение первых близких космических исследований Плутона и объектов пояса Койпера», — добавил Лауэр.
Запущенный в январе 2006 года, аппарат New Horizons выполнил историческое исследование Плутона и его спутников в июле 2015 года, а затем, в январе 2019 года, предоставил первые подробные снимки объекта пояса Койпера — Аррокота.
В настоящее время New Horizons выполняет свою вторую расширенную миссию, снимая дальние объекты пояса Койпера, изучая внешнюю гелиосферу Солнца и проводя астрофизические наблюдения с уникальной точки обзора в самых удалённых регионах Солнечной системы.
Источник: iXBT
