Hình ảnh bên trái cho thấy một phần bầu trời của chúng ta, được gọi là trường Boötes, trong ánh sáng hồng ngoại, trong khi hình ảnh bên phải cho thấy một tia hồng ngoại nền bí ẩn, được chụp bởi Kính viễn vọng Không gian Spitzer của NASA trong cùng khu vực bầu trời. / JPL-Caltech
Điều gì gây ra sự phát sáng bí ẩn của bức xạ nhìn thấy trên toàn bộ bầu trời bằng kính viễn vọng hồng ngoại? Câu trả lời có thể nằm trong sự kết hợp của các khái niệm tương đối mới đối với lĩnh vực thiên văn học, và cũng có phần gây tranh cãi. Những ngôi sao Rogue đã bị đá ra khỏi các thiên hà có thể được nhúng vào các quầng sáng vật chất tối đã được lý thuyết hóa để bao quanh các thiên hà. Mặc dù các quầng vật chất tối này trước đây chỉ được phát hiện gián tiếp bằng cách quan sát các hiệu ứng hấp dẫn của chúng, chúng cũng có thể giữ nguồn phát sáng nền bí ẩn của bức xạ.
Asantha Cooray thuộc Đại học California tại Irvine, tác giả chính của nghiên cứu mới được công bố hôm nay trên tạp chí Nature, cho biết, ánh sáng hồng ngoại trên bầu trời của chúng ta là một bí ẩn lớn. Chúng tôi có bằng chứng mới về ánh sáng này là từ các ngôi sao nằm giữa các thiên hà. Cá nhân, các ngôi sao quá mờ để có thể nhìn thấy, nhưng chúng tôi nghĩ rằng chúng tôi đang nhìn thấy ánh sáng tập thể của chúng.
Sự phát sáng tập thể là từ các quầng sáng xen kẽ của các vật chất tối bao trùm vũ trụ và có thể trả lời câu hỏi lớn về lý do tại sao lượng ánh sáng quan sát được vượt quá lượng ánh sáng phát ra từ các thiên hà đã biết.
Các thiên hà có thể tồn tại trong các quầng vật chất tối lớn hơn nhiều so với các thiên hà; Khi các thiên hà hình thành và hợp nhất với nhau, quầng vật chất tối ngày càng lớn hơn và các ngôi sao và khí gas chìm xuống giữa quầng sáng, Edward nói (Ned) Wright từ UCLA và một thành viên của nhóm sử dụng Kính thiên văn vũ trụ Spitzer để tìm kiếm nguồn ánh sáng hồng ngoại. Những gì chúng tôi nói là một ngôi sao trong một ngàn người không làm điều đó và thay vào đó được phân phối như vật chất tối. Bạn có thể nhìn thấy vật chất tối rất tốt, nhưng chúng tôi đang đề xuất rằng nó thực sự có một vài ngôi sao trong đó - chỉ bằng 1/10 của 1 phần trăm số lượng sao trong phần sáng của thiên hà. Một ngôi sao trong một ngàn người bị tước khỏi thiên hà có thể nhìn thấy và bị phân tán như vật chất tối.
Quầng sáng vật chất tối không hoàn toàn tối, Wright nói. Một phần nhỏ, một phần mười của các ngôi sao trong thiên hà trung tâm đã được trải ra thành quầng sáng và điều này có thể tạo ra những dao động mà chúng ta thấy.
Trong các cụm thiên hà lớn, các nhà thiên văn học đã tìm thấy tỷ lệ ánh sáng quầng trong cao hơn nhiều, lớn tới 20%, Wright nói.
Trong nghiên cứu này, Cooray, Wright và các đồng nghiệp đã sử dụng Kính thiên văn vũ trụ Spitzer để tạo ra bản đồ hồng ngoại của một vùng trên bầu trời trong chòm sao Boötes. Ánh sáng đã đi đến chúng ta trong 10 tỷ năm.
Có lẽ ánh sáng này trong halos xảy ra ở mọi nơi trên bầu trời và chưa được đo ở bất cứ nơi nào khác, ông Wright, người cũng là nhà điều tra chính của nhiệm vụ Thám hiểm hồng ngoại trên diện rộng (WISE) của NASA.
Nếu chúng ta thực sự có thể hiểu được nguồn gốc của nền hồng ngoại, chúng ta có thể hiểu khi nào tất cả ánh sáng trong vũ trụ được tạo ra và được sản xuất bao nhiêu, ông Wright Wright nói. Các lịch sử của tất cả việc sản xuất ánh sáng trong vũ trụ được mã hóa trong nền này. Chúng tôi nói rằng sự dao động có thể được tạo ra bởi các cạnh mờ của các thiên hà tồn tại cùng thời điểm với hầu hết các ngôi sao được tạo ra, khoảng 10 tỷ năm trước.
Ánh sáng xuất hiện ở một mô hình mờ trong các hình ảnh Spitzer.
Phát hiện mới đang mâu thuẫn với một nghiên cứu được đưa ra vào mùa hè này. Alexander siêu Sasha hạng Kashlinsky thuộc Trung tâm bay vũ trụ NASA God Goddard và nhóm của ông đã xem xét cùng một bầu trời với Spitzer và đề xuất ánh sáng làm cho mô hình bất thường đến từ những ngôi sao và thiên hà đầu tiên.
Trong nghiên cứu mới, Cooray và các đồng nghiệp đã xem xét dữ liệu từ một phần lớn hơn của bầu trời, được gọi là trường Bootes, bao phủ một vòng cung tương đương với 50 mặt trăng toàn Trái đất. Những quan sát này không nhạy cảm như những nghiên cứu trong nhóm nghiên cứu Kashlinsky, nhưng quy mô lớn hơn cho phép các nhà nghiên cứu phân tích tốt hơn mô hình của ánh sáng hồng ngoại nền.
Đồng thời chúng tôi đã xem xét trường Bootes với Spitzer trong 250 giờ, đồng tác giả Daniel Stern thuộc Phòng thí nghiệm Động cơ phản lực của NASA ở Pasadena, Calif. Nghiên cứu nền hồng ngoại mờ là một trong những mục tiêu cốt lõi của cuộc khảo sát của chúng tôi và chúng tôi đã thiết kế cẩn thận. các quan sát để trực tiếp giải quyết câu hỏi quan trọng, đầy thách thức về nguyên nhân gây ra hiện tượng phát sáng nền.
Nhóm nghiên cứu kết luận mô hình ánh sáng của ánh sáng hồng ngoại không phù hợp với lý thuyết và mô phỏng máy tính của các ngôi sao và thiên hà đầu tiên. Các nhà nghiên cứu nói rằng ánh sáng quá chói từ các thiên hà đầu tiên, được cho là không lớn hoặc nhiều như các thiên hà chúng ta thấy xung quanh chúng ta ngày nay. Thay vào đó, các nhà khoa học đề xuất một lý thuyết mới để giải thích ánh sáng mờ, dựa trên các lý thuyết về ánh sáng nội bộ của Hồi giáo hoặc ánh sáng của ngôi sao intrahalo.
Nhóm nghiên cứu cho biết cần nhiều nghiên cứu hơn để xác nhận những phát hiện này, thêm rằng Kính thiên văn vũ trụ James Webb sẽ giúp ích.
Tầm nhìn hồng ngoại nhạy bén của Kính viễn vọng James Webb sẽ có thể nhìn thấy một số ngôi sao và thiên hà sớm nhất, cũng như những ngôi sao đi lạc lẩn khuất giữa vùng ngoại ô của các thiên hà gần đó, ông Eric Smith, phó giám đốc chương trình của JWST tại Trụ sở NASA ở Washington. Những vật thể bí ẩn tạo nên ánh sáng hồng ngoại nền cuối cùng cũng có thể bị lộ.
Nguồn: NASA, UCLA
