Ostatnie odkrycia naukowców używających statku kosmicznego New Horizons NASA ujawniają najbardziej szczegółowe dane dotyczące kosmicznego tła optycznego (COB), słabego światła wypełniającego wszechświat. To światło, choć niewidoczne dla ludzkiego oka, dostarcza kluczowych informacji o historii wszechświata od samego początku Wielkiego Wybuchu. Statek kosmiczny, który przeleciał obok Plutona w 2015 roku, znajduje się obecnie w odległości ponad 5,4 miliarda mil od Ziemi, co pozwala naukowcom uniknąć zanieczyszczenia światłem obecnego w bliższych obszarach Słońca i Ziemi. Ta pozycja New Horizons oferuje unikalną okazję do badania ciemnych części wszechświata.

Badanie, opublikowane pod koniec sierpnia 2024 roku w czasopiśmie The Astrophysical Journal, dostarcza najbardziej dokładnych pomiarów do tej pory i potwierdza, że kosmiczne tło optyczne jest wytwarzane przez światło wszystkich znanych galaktyk. Ten słaby blask, który jest mniej więcej 100 miliardów razy słabszy od światła słonecznego, pochodzi z miliardów gwiazd i galaktyk, które istniały i zniknęły w trakcie historii wszechświata. Naukowcy użyli precyzyjnych pomiarów, aby wykluczyć możliwość istnienia nieznanych źródeł światła, co dodatkowo wzmacnia istniejące teorie dotyczące ewolucji wszechświata.

Jednym z wiodących autorów badania, Michael Shull, wyjaśnia, że to badanie pomaga 'kosmicznym księgowym' obliczyć całkowitą ilość światła wytworzonego we wszechświecie. Wyniki te są kluczowe dla zrozumienia, jak galaktyki formowały się podczas epok takich jak Kosmiczny Świt, kiedy to pierwsze galaktyki pojawiły się setki milionów lat po Wielkim Wybuchu. Według obecnego obrazu ewolucji wszechświata, światło gwiazd osiągnęło swoje maksimum około 10 miliardów lat temu, a od tego czasu wszechświat staje się coraz ciemniejszy, ponieważ galaktyki i gwiazdy wymierają.

Badania te przeprowadzono za pomocą kamery LORRI (Long Range Reconnaissance Imager) na statku New Horizons, która jest wrażliwa na światło w zakresie od 0,4 do 0,9 mikrometra. Naukowcy byli w stanie obliczyć, jak kurz i inne światło z galaktyk wpływają na całkowite pomiary i precyzyjnie usunąć wszystkie źródła światła, aby uzyskać czysty obraz kosmicznego tła optycznego. Korzystając z danych zebranych przez kilka tygodni latem 2023 roku, zespół naukowców pod przewodnictwem Marca Postmana był w stanie wykluczyć wszystkie znane źródła światła i analizować tylko COB.

Dokładnie dzięki odległości statku kosmicznego od Słońca możliwe było uzyskanie tak dokładnych pomiarów. Światło Słońca i kurz w wewnętrznej części Układu Słonecznego tworzą zanieczyszczenie, które utrudnia lub uniemożliwia takie obserwacje z Ziemi lub bliższych teleskopów kosmicznych, takich jak Hubble. Dlatego New Horizons jest doskonale ustawiony do takich badań, ponieważ jest daleko od tych źródeł zakłóceń.

Pomiary pokazują, że pozostałe światło wykryte przez New Horizons jest całkowicie zgodne z ilością światła, które powinno pochodzić ze wszystkich znanych galaktyk. Naukowcy nie znaleźli dowodów na istnienie nieznanych obiektów lub źródeł światła, które mogłyby przyczynić się do kosmicznego tła optycznego, co wyklucza możliwość istnienia egzotycznych cząsteczek lub obiektów emitujących światło. To odkrycie dodatkowo potwierdza obecne zrozumienie kosmologii i ewolucji wszechświata od Wielkiego Wybuchu do dnia dzisiejszego.

New Horizons, który początkowo był odpowiedzialny za badanie Plutona i innych obiektów w Pasie Kuipera, teraz wchodzi w nową fazę swojej misji. Oczekuje się, że będzie kontynuował przesyłanie ważnych danych o zewnętrznych częściach Układu Słonecznego, a także o heliosferze, co pomoże naukowcom lepiej zrozumieć, jak nasz Układ Słoneczny komunikuje się z przestrzenią międzygwiezdną. Ten statek kosmiczny daje unikalną okazję do dalszych badań wszechświata z perspektywy, której żadna inna misja nie może zaoferować w najbliższej przyszłości.

Na koniec, chociaż New Horizons teraz skupia się na badaniu pasa Kuipera, jego badania kosmicznego tła optycznego dostarczają ważnych danych na temat historii wszechświata. Te pomiary prawdopodobnie pozostaną najdokładniejsze, dopóki nie zostanie wystrzelony nowy statek kosmiczny zdolny do podobnych pomiarów, co nie jest przewidywane w najbliższej przyszłości. Ogólnie rzecz biorąc, te odkrycia otwierają nowe możliwości badania, jak galaktyki i gwiazdy ukształtowały wszechświat, jaki znamy dzisiaj.

Więcej informacji na temat tych badań można znaleźć pod tym linkiem.

Źródło: University of Colorado Boulder