Yeni Ufuklar Uzay Aracı Verileri, Evrende Önceden Düşünülenden Çok Daha Az Galaksi Olduğunu Gösteriyor

Gökyüzünün karanlığının yeni ölçümleri, galaksilerin yalnızca yüz milyarlarca olduğunu gösteriyor.

Gökyüzü ne kadar karanlık ve bu bize görünen evrendeki galaksi sayısı hakkında ne söylüyor? Gökbilimciler, bir Hubble derin alanında görünen her şeyi sayarak ve ardından bunları gökyüzünün toplam alanıyla çarparak toplam gökada sayısını tahmin edebilirler. Ancak diğer galaksiler, doğrudan tespit edilemeyecek kadar soluk ve uzaktır. Yine de onları sayamasak da, ışığı uzayı zayıf bir parıltıyla kaplıyor.

Bu parlamayı ölçmek için, astronomik uyduların güneş sisteminden ve tozdan yansıyan güneş ışığının neden olduğu ışık kirliliğinden kaçması gerekiyor. Bir grup bilim insanı, gözlemlerini kullandı. NASAYeni Ufuklar’ın misyonu Plüton ve bu kozmik optik arkaplanın parlaklığını belirlemek için Kuiper Kuşağı. Elde ettikleri sonuçlar, soluk, çözülmemiş galaksilerin bolluğuna bir üst sınır koyuyor ve bu galaksilerin daha önce inanıldığı gibi 2 trilyon değil, yalnızca yüz milyarlarca galaksi olduğunu gösteriyor.

Zodyak Işığı ve Samanyolu

Bu fotoğraf, burç ışığı olarak bilinen bir olguyu göstermektedir. Sol altta, parlak bir yama, merkezin solundaki parlak nesne olan Jüpiter yönünde sağ üstte uzanır. Zodyak ışığına, iç güneş sistemindeki küçük toz parçacıklarından yansıyan güneş ışığı neden olur – kuyruklu yıldızlar ve asteroitlerin parçalanmış kalıntıları. Hubble gibi teleskopların kullanıldığı karanlık uzayın nasıl ölçüldüğünü ölçme girişimleri, bu ortam parıltısıyla engellendi. Kredi: Z. Levay

Uzay ne kadar karanlık olur? Şehir ışıklarından uzaklaşıp yukarı bakarsanız, yıldızlar arasındaki gökyüzü gerçekten çok karanlık görünüyor. Dünya atmosferinin üzerinde, uzay boşluğu daha da kararır ve mürekkep gibi simsiyah bir renge dönüşür. Ve yine de orada bile boşluk yok kesinlikle siyah. Evren, sayısız uzak yıldız ve galaksiden gelen zayıf bir ışıltıya sahiptir.

Bu zayıf arka plan parıltısının yeni ölçümleri, görünmeyen galaksilerin, daha önce bildirilen iki trilyon galaksiden ziyade yalnızca yüz milyarlarca numaralandırılan bazı teorik çalışmalardan daha az sayıda olduğunu gösteriyor.

“Bilinmesi gereken önemli bir sayı – orada kaç tane galaksi var?” Maryland, Baltimore’daki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’nden Marc Postman, çalışmanın baş yazarı olduğunu söyledi. “İki trilyon galaksiden gelen ışığı göremiyoruz.”

Daha önceki tahmin, NASA’nın çok derin gökyüzü gözlemlerinden çıkarılmıştır. Hubble uzay teleskobu. Hubble’ın göremeyeceği kaç galaksinin çok küçük ve sönük olduğunu tahmin etmek için matematiksel modellere dayanıyordu. Bu ekip, evrendeki galaksilerin% 90’ının Hubble’ın görünür ışıkta algılama yeteneğinin ötesinde olduğu sonucuna vardı. NASA’nın uzaktaki Yeni Ufuklar görevinden alınan ölçümlere dayanan yeni bulgular, çok daha mütevazı bir rakam ortaya koyuyor.

Çalışmanın baş yazarı olan NSF NOIRLab’den Tod Lauer, “Hubble’ın görebildiği tüm galaksileri alın, bu sayıyı ikiye katlayın ve gördüğümüz bu – ama daha fazlası değil,” dedi.

Bu sonuçlar, 13 Ocak Çarşamba günü Amerikan Astronomi Topluluğu’nun kayıtlı katılımcılara açık olan toplantısında sunulacak.

Ekibin ölçmeye çalıştığı kozmik optik arka plan, daha iyi bilinen kozmik mikrodalga arka planın görünür ışık eşdeğeridir – büyük patlamanın kendisinin yıldızlar var olmadan önceki zayıf parlaması.

Postman, “Kozmik mikrodalga arka plan bize büyük patlamadan sonraki ilk 450.000 yılı anlatırken, kozmik optik arka plan bize o zamandan beri oluşan tüm yıldızların toplamı hakkında bir şeyler söylüyor” dedi. “Oluşturulan toplam galaksi sayısı ve bunların zaman içinde nerede olabileceği konusunda bir sınırlama getiriyor.”

Hubble kadar güçlü olan ekip, bu gözlemleri yapmak için onu kullanamadı. Hubble uzayda bulunmasına rağmen Dünya’nın etrafında dönüyor ve hala ışık kirliliğinden muzdarip. İç güneş sistemi, parçalanmış asteroitlerden ve kuyruklu yıldızlardan gelen küçük toz parçacıklarıyla doludur. Güneş ışığı bu parçacıklardan yansır ve yerdeki gökyüzü gözlemcileri tarafından bile gözlemlenebilen burç ışığı adı verilen bir parıltı yaratır.

Ekip, burçların ışığından kaçmak için iç güneş sisteminden kaçan bir gözlemevi kullanmak zorunda kaldı. Şans eseri, Pluto ve Kuiper Belt nesnesi Arrokoth’un şimdiye kadarki en yakın görüntülerini veren New Horizons uzay aracı, bu ölçümleri yapmak için yeterince uzak. New Horizons, uzakta (bu gözlemler yapıldığında 4 milyar milden fazla uzaklıkta), Hubble’ın erişebileceği en karanlık gökyüzünden 10 kat daha karanlık bir ortam gökyüzünü yaşıyor.

“Bu tür ölçümler son derece zor. Birçok insan bunu uzun süredir yapmaya çalıştı ”dedi Lauer. “Yeni Ufuklar, kozmik optik arka planı herkesin yapabileceğinden daha iyi ölçebilmemiz için bize bir bakış açısı sağladı.”

Ekip, New Horizons arşivlerindeki mevcut görüntüleri analiz etti. Zayıf arka plan parıltısını ortaya çıkarmak için, bir dizi başka faktörü düzeltmeleri gerekiyordu. Örneğin, var olması beklenen, tanımlanamayacak kadar zayıf olan galaksilerden ışığı çıkardılar. En zorlu düzeltme, ışığı uzaklaştırmaktı. Samanyolu yıldızlararası tozdan kameraya yansıyan yıldızlar.

Kalan sinyal son derece zayıf olsa da yine de ölçülebilir nitelikteydi. Postacı bunu, şehir ışıklarından uzak, ücra bir yerde yaşamaya benzetti, geceleri yatak odanızda perdeler açık yatıyor. Yolun bir mil aşağısındaki bir komşu, gece yarısı atıştırması için buzdolabını açarsa ve buzdolabından gelen ışık yatak odası duvarlarından yansırsa, New Horizons’ın algıladığı arka plan kadar parlak olurdu.

Öyleyse, bu artık parıltının kaynağı ne olabilir? Nispeten yakın evrendeki çok sayıda cüce galaksinin tespit edilebilirliğin ötesinde olması mümkündür. Veya galaksileri çevreleyen dağınık yıldız haleleri beklenenden daha parlak olabilir. Evrene yayılmış haydut, galaksiler arası yıldız popülasyonu olabilir. Belki de en ilgi çekici olanı, teorilerin öne sürdüğünden çok daha fazla sönük, uzak galaksi olabilir. Bu, şimdiye kadar ölçülen galaksi boyutlarının düzgün dağılımının görebildiğimiz en zayıf sistemlerin hemen ötesinde dik bir şekilde yükseldiği anlamına gelir – tıpkı bir kumsalda kayalardan çok daha fazla çakıl olması gibi.

NASA yaklaşıyor James Webb Uzay Teleskobu gizemi çözmeye yardımcı olabilir. Soluksa, tek tek galaksiler nedense, o zaman Webb’in ultra derin alan gözlemleri onları tespit edebilmelidir.