Чем чувствительнее становятся приборы наблюдения за космосом, тем сильнее астрономы убеждаются в неполноте своих знаний даже по фундаментальным вопросам. Свежим примером этому стало исследование космического фона в оптическом диапазоне. Едва зонд New Horizons добрался до края Солнечной системы, где Солнце перестало ослеплять датчики, измерение яркости космического фона показало, что в его оценке учёные ошиблись в два–три раза.
Зонд «Новые горизонты» в представлении художника. Источник изображения: NASA/APL/SwRI and NASA/JPL-Caltech
Учёные из Рочестерского технологического института воспользовались данными прибора LORRI на космическом аппарате NASA New Horizons («Новые горизонты»), чтобы оценить яркость космического фона Вселенной в оптическом диапазоне. Сейчас «Новые горизонты» зашёл глубоко в Пояс Койпера далеко за орбитой Нептуна и продолжает быстро удаляться от Солнца.
После анализа сотен изображений фонового света, сделанных прибором Long-Range Reconnaissance Imager (LORRI) миссии NASA New Horizons, учёные смогли рассчитать космический оптический фон (КОФ) — сумму света, излучаемого звездами за пределами Млечного Пути за всю историю Вселенной. Выяснилось удивительное: яркость космического оптического фона оказалась от двух до трёх раз выше суммарной яркости всех известных нам галактик. Что-то испускает фотоны света со всех сторон из глубин Вселенной, и мы не видим и не понимаем сути источника этого излучения.
Совсем недавно вышла работа о том, что внутренние области Солнечной системы также испускают больше фонового света, чем можно было бы ожидать. Но в этом случае учёные хотя бы примерно представляют, откуда там может быть фоновое свечение. Что так ярко светится за пределами нашей галактики, сказать пока невозможно.
«Мы видим больше света, чем должны были бы видеть, исходя из популяций галактик, которые, как мы понимаем, существуют, и того, сколько света, по нашим оценкам, они должны производить, — сказала руководитель исследования Тереза Саймонс (Teresa Symons). — Определение того, что производит этот свет, может изменить наше фундаментальное понимание о том, как формировалась Вселенная с течением времени».
Разгадать этот феномен учёные надеются как с помощью новых измерений уже существующими приборами, в частности в рамках проекта CIBER-2 под управлением Михаила Земцова из Рочестерского технологического института и на перспективном спектрофотомере SPHEREx, который будет запущен в 2025 году. Также больше данных со временем предоставит зонд «Новые горизонты», который ещё дальше удалится от Солнца.
«Всё дошло до того, что стало настоящей загадкой, которую необходимо разгадать, — сказал Земцов, профессор-исследователь Центра детекторов и Школы физики и астрономии RIT. — Я надеюсь, что некоторые эксперименты, в которых мы участвуем в RIT, включая CIBER-2 и SPHEREx, помогут нам найти причину этого расхождения».