تُظهر الصورة الموجودة على اليسار جزءًا من سمائنا ، يُطلق عليه حقل Boötes ، في ضوء الأشعة تحت الحمراء ، بينما تُظهر الصورة الموجودة على اليمين توهجًا غامضًا بالأشعة تحت الحمراء في الخلفية تم التقاطه بواسطة تلسكوب سبيتزر الفضائي التابع لناسا في نفس منطقة السماء. / JPL-Caltech
ما الذي يسبب توهج الإشعاع الغامض الذي يظهر عبر السماء بأكملها بواسطة مقاريب الأشعة تحت الحمراء؟ قد تكمن الإجابة في مجموعة من المفاهيم الجديدة نسبيًا في مجال علم الفلك ، وهي مثيرة للجدل إلى حد ما أيضًا. قد تكون النجوم المارقة التي تم طردها من المجرات جزءًا لا يتجزأ من هالات المادة المظلمة التي تم تنظيرها لإحاطة المجرات. في حين أن هالات المادة المظلمة هذه قد تم اكتشافها مسبقًا بشكل غير مباشر فقط من خلال ملاحظة آثارها الجاذبية ، فقد تحتفظ أيضًا بمصدر توهج الخلفية الغامض للإشعاع.
قالت أسانثا كوراي من جامعة كاليفورنيا في ايرفين ، المؤلف الرئيسي للبحث الجديد الذي نُشر اليوم في مجلة نيتشر: "إن توهج الخلفية تحت الحمراء في سمائنا كان لغزًا كبيرًا". "لدينا أدلة جديدة على أن هذا الضوء هو من النجوم التي تبقى بين المجرات. بشكل فردي ، النجوم ضعيفة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها ، لكننا نعتقد أننا نرى توهجها الجماعي. "
يأتي التوهج الجماعي من "interhalo" لهالات المادة المظلمة التي تنتشر في الكون ، وقد يجيب على السؤال الكبير عن سبب تجاوز كمية الضوء المرصودة كمية الضوء المنبعثة من المجرات المعروفة.
"توجد المجرات في هالات المادة المظلمة التي هي أكبر بكثير من المجرات ؛ قال إدوارد ل. (نيد) رايت من جامعة كاليفورنيا ، وعضو الفريق الذي استخدم تلسكوب سبيتزر الفضائي ، عندما تتشكل المجرات وتندمج معًا ، تصبح هالة المادة المظلمة أكبر وتغرق النجوم والغاز في منتصف الهالة. ابحث عن مصدر ضوء الأشعة تحت الحمراء. "ما نقوله هو أن نجمة واحدة في الألف لا تفعل ذلك ويتم توزيعها مثل المادة المظلمة. لا يمكنك رؤية المادة المظلمة بشكل جيد للغاية ، ولكننا نقترح أن تحتوي بالفعل على عدد قليل من النجوم - فقط عُشر 1 في المائة من عدد النجوم في الجزء المضيء من المجرة. يتم تجريد نجم واحد من كل ألف من المجرة المرئية وتوزيعه مثل المادة المظلمة ".
وقال رايت إن هالة المادة المظلمة ليست مظلمة تمامًا. "لقد انتشر جزء صغير ، أي عُشر بالمائة ، من النجوم في المجرة المركزية في الهالة ، ويمكن أن ينتج عن ذلك التقلبات التي نراها".
وقال رايت إنه في مجموعات كبيرة من المجرات ، وجد علماء الفلك نسبًا أعلى بكثير من الضوء داخل الهالة ، تصل إلى 20 في المائة.
في هذه الدراسة ، استخدم كوراي ورايت وزملاؤه تلسكوب سبيتزر الفضائي لإنتاج خريطة بالأشعة تحت الحمراء لمنطقة من السماء في كوكبة بوتس. ظل الضوء يسافر إلينا منذ 10 مليار سنة.
وقال رايت ، وهو أيضًا الباحث الرئيسي في مهمة مستكشف الأشعة تحت الحمراء واسعة المجال (WISE) في وكالة ناسا: "من المفترض أن هذا الضوء في الهالات يحدث في كل مكان في السماء ولم يتم قياسه في أي مكان آخر".
قال رايت: "إذا استطعنا حقًا فهم أصل خلفية الأشعة تحت الحمراء ، يمكننا أن نفهم متى تم إنتاج كل الضوء في الكون وكم تم إنتاجه". "إن تاريخ كل إنتاج الضوء في الكون مشفر في هذه الخلفية. نحن نقول أن التقلبات يمكن أن تنتج عن حواف المجرات الغامضة التي كانت موجودة في نفس الوقت الذي تم فيه إنشاء معظم النجوم ، قبل حوالي 10 مليار سنة ".
يظهر الضوء بنمط لامع في صور سبيتزر.
تتعارض النتائج الجديدة مع دراسة صدرت هذا الصيف. ألكسندر "ساشا" كاشلينسكي من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا وفريقه نظروا إلى نفس رقعة السماء مع سبيتزر واقترحوا الضوء مما يجعل النمط غير المعتاد قادمًا من النجوم والمجرات الأولى.
في الدراسة الجديدة ، نظر كوراي وزملاؤه في بيانات من جزء أكبر من السماء ، يُسمى حقل Bootes ، يغطي قوسًا يعادل 50 قمرًا أرضيًا كاملًا. لم تكن هذه الملاحظات حساسة مثل تلك الواردة في دراسات مجموعة Kashlinsky ، لكن النطاق الأكبر سمح للباحثين بتحليل نمط ضوء الأشعة تحت الحمراء في الخلفية بشكل أفضل.
قال المؤلف المشارك دانيال ستيرن من مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في باسادينا ، كاليفورنيا: "نظرنا في مجال بوتس مع سبيتزر لمدة 250 ساعة. دراسة خلفية الأشعة تحت الحمراء الضعيفة كان أحد الأهداف الأساسية لمسحنا ، وقد صممنا بعناية الملاحظات من أجل معالجة مباشرة السؤال المهم والصعب حول أسباب توهج الخلفية. "
خلص الفريق إلى أن نمط ضوء توهج الأشعة تحت الحمراء لا يتفق مع النظريات والمحاكاة الحاسوبية للنجوم والمجرات الأولى. يقول الباحثون أن التوهج أكثر سطوعًا من أن يكون من المجرات الأولى ، التي يعتقد أنها لم تكن كبيرة أو عديدة مثل المجرات التي نراها حولنا اليوم. وبدلاً من ذلك ، يقترح العلماء نظرية جديدة لشرح الضوء الساطع ، استنادًا إلى نظريات ضوء النجوم "داخل المجموعة" أو "داخل الحجرة".
وقال الفريق إن هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتأكيد هذه النتائج ، مضيفًا أن تلسكوب جيمس ويب الفضائي يجب أن يساعد.
قال إريك سميث ، نائب مدير برنامج JWST في مقر وكالة ناسا: "إن الرؤية الحادة للأشعة تحت الحمراء لتلسكوب جيمس ويب ستتمكن من رؤية بعض النجوم والمجرات الأقدم مباشرة ، بالإضافة إلى النجوم الضالة الكامنة بين ضواحي المجرات القريبة". في واشنطن. "قد يتم كشف الأشياء الغامضة التي تشكل ضوء الأشعة تحت الحمراء في الخلفية."
المصادر: وكالة ناسا ، جامعة كاليفورنيا
