Самотній космічний зонд вимірює справжню темряву Всесвіту

За довгий-далекий шлях від дому самотній космічний зонд мчить усе глибше у темряву космосу. На відстані трохи більше 60 астрономічних одиниць від Сонця New Horizons є найдосконалішим інструментом, створеним людиною, який коли-небудь створював. Це означає, що тепер у нас є космічний корабель, який може робити безпрецедентні зображення Всесвіту, незабрудненого світла Сонця, що відбивається від міжпланетного пилу, розсіяного по всій Сонячній системі.

Тепер вчені виміряли справжню темряву Всесвіту, зробивши найточніші вимірювання слабкого фону видимого світла, яке пронизує його. Це космічний оптичний фон, і нові вимірювання New Horizons показують, що, на відміну від попередніх вимірювань, у цьому немає абсолютно нічого дивного.

«Тепер ми маємо гарне уявлення про те, наскільки насправді темний космос», — пояснює астроном Марк Постмен з Наукового інституту космічного телескопа. «Результати показують, що переважна більшість видимого світла, яке ми отримуємо від Всесвіту, генерується в галактиках. Важливо, що ми також виявили, що немає жодних доказів значного рівня світла, виробленого джерелами, наразі не відомими астрономам».

Спостереження за Всесвітом із Сонячної системи схоже на спробу побачити кімнату зсередини брудної миски. У навколишньому просторі є елементи, на які нам потрібно внести поправки, головним чином світло Сонця та дифузний пил і газ, які висять між планетами.

Для більшості спостережень у міжзоряному та міжгалактичному середовищі у нас є способи обійти такі перешкоди. Розповсюджене світіння всієї видимої матерії у Всесвіті просто надто слабке, щоб виділити його з-за перешкод у Сонячній системі.

«Люди знову і знову намагалися виміряти це напряму, але в нашій частині Сонячної системи занадто багато сонячного світла та відбитого міжпланетного пилу, який розсіює світло навколо в туман, який закриває слабке світло від далекого Всесвіту», каже астроном Тод Лауер з NOIRLab Національного наукового фонду. «Усі спроби виміряти потужність COB із внутрішньої частини Сонячної системи страждають від великої невизначеності».

Зонд NASA New Horizons був відправлений для вивчення зовнішньої частини Сонячної системи, включаючи Плутон у рамках прольоту у 2015 році та різні об’єкти в поясі Койпера. Його місія запропонувала найкращу можливість захопити світло за межами акваріума. На відстані 60 астрономічних одиниць від Сонця ще багато пилу, але світло Сонця досить слабке, щоб можна було виміряти космічний оптичний фон.

Однак перша спроба виміряти космічний оптичний фон за допомогою приладів New Horizons у 2021 році дала досить дивні результати. Так, фон був, але він був набагато яскравішим, ніж очікувалося, що вчені важко пояснили.

Нова спроба була зроблена в другій половині 2023 року. Цього разу вчені використали дані далекого інфрачервоного діапазону про пилові хмари Чумацького Шляху, зібрані місією Європейського космічного агентства «Планк», щоб відкалібрувати дані New Horizons. Це дозволило астрономам виправити кількість пилу в галактиці Чумацький Шлях.

Результати показали, що в попередньому аналізі команда недооцінила кількість пилу в Чумацькому Шляху, а згодом переоцінила кількість надлишкового світла, що надходить від решти Всесвіту. Нові спостереження та аналіз показують, що насправді Всесвіт випромінює стільки світла, скільки ми очікуємо, з джерел, яких ми очікуємо.

«Найпростіша інтерпретація полягає в тому, що космічний оптичний фон повністю пов’язаний з галактиками», — говорить Лауер. «Дивлячись за межі галактик, ми знаходимо там темряву і нічого більше».

Враховуючи, що темрява може приховувати будь-яку кількість космічних жахів, це, мабуть, не дуже втішить. Але принаймні нам не потрібно придумувати нову фізику… поки що, у будь-якому разі. Дослідження опубліковано в The Astrophysical Journal.