Onko avaruus todella mustaa?

2024 Kirjoittaja: Seth Attwood | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-16 16:04

Kun katsomme yötaivaalle, näyttää siltä, että pimeys peittää kaiken ympärillämme, varsinkin jos taivas on pilvinen ja tähdet eivät näy. Avaruusteleskooppien vangitut ja suurelle yleisölle avokätisesti jaetut planeetat, galaksit ja sumut voidaan nähdä loistamassa mustaa, kylmää avaruutta vasten. Mutta onko avaruus todella mustaa?

Uusien tutkimusten mukaan maailmankaikkeus ei välttämättä ole niin pimeä kuin tähtitieteilijät luulivat. Automaattisen planeettojenvälisen aseman New Horizons, joka vieraili kerran Plutossa mittaamaan planeettojenvälisen avaruuden pimeyttä, kameroiden avulla tutkijat päättelivät, että meillä on edelleen huono käsitys maailmankaikkeudesta.

Tutkimuksen aikana saadut tulokset osoittivat, että kuuden miljardin kilometrin päässä Auringosta, kaukana kirkkaista planeetoista ja planeettojen välisen pölyn hajottamasta valosta, tyhjä avaruus oli noin kaksi kertaa odotettua kirkkaampi.

Kuinka pimeää avaruus on?

Yötaivaan pimeys on vuosisatojen ajan ollut saksalaisen tähtitieteilijän Heinrich Wilhelm Olbersin mukaan nimetyn paradoksin lähde. Oletettavasti äärettömässä staattisessa maailmankaikkeudessa jokainen näkölinja päättyy tähteen, joten eikö taivaan pitäisi näyttää yhtä kirkkaalta kuin aurinko? Tähtitieteilijät tietävät nykyään, että maailmankaikkeus on 13,8 miljardia vuotta vanha ja että se laajenee kiihtyvällä vauhdilla. Tämän seurauksena suurin osa näkölinjoista ei pääty tähtiin, vaan alkuräjähdyksen häipyvään hehkuun, ja hehkuaallot ovat nyt niin laajentuneet, että ne ovat näkymättömiä silmälle. Tämä tekee taivaan tumman. Mutta kuinka pimeää pimeys on?

Arizonan National Optical Astronomical Observatoryn tutkijat tutkivat valoa syvässä avaruudessa NASAn New Horizons -tehtävän avulla.

Avaruusasema New Horizons laukaistiin 19. tammikuuta 2006 ja lensi Pluton ohi 14. heinäkuuta 2015. 1. tammikuuta 2019 New Horizons lensi Arrocotin, entisen Ultima Thulen, ohi, joka on yksi lukemattomista avaruusjäävuorista, jotka asuvat Kuiperin vyöhykkeellä aurinkokunnan laitamilla. Tänään asema jatkaa menestyksekkäästi avaruusmatkaansa.

Uudessa tutkimuksessa julkaistut tähtitieteilijöiden mittaukset perustuvat seitsemään New Horizonsin pitkän kantaman tiedustelulämpökameran kuvaan, jotka on otettu aseman ollessa noin 2,5 miljardin kilometrin päässä Maasta. Tällä etäisyydellä avaruusalus havaitsi olevansa kaukana planeettojen hehkusta tai planeettojen välisestä pölystä, mikä saattaa vaikuttaa kuvien laatuun.

"Kaukoputken käyttäminen aurinkokunnan reunalla antaa meille mahdollisuuden kysyä, kuinka pimeää avaruudessa todella on", kirjoittavat Arxiv-preprint-palvelimella julkaistun paperin kirjoittajat.”Työmme aikana käytimme kuvia Kuiperin vyöhykkeen etäisistä kohteista. Vähennä ne ja mahdolliset tähdet, niin sinulla on selkeä taivas."

Kuvia NASAn New Horizons -tehtävästä

The New York Timesin mukaan New Horizons -kamera on "valkoisen valon muotoilija", joka hyväksyy valon laajalla spektrillä ja kattaa näkyvät ja jotkut ultravioletti- ja infrapuna-aallot. Tuloksena saadut kuvat käsiteltiin sitten - kaikista kuvista poistettiin kaikki valo kaikista tähtitieteilijöiden tuntemista lähteistä, mukaan lukien kaikki suhteellisen lähellä olevat tähdet.

Prosessoimalla saatuja kuvia tutkijat poistivat myös galakseista lähtevän valon, jotka tieteellisen työn tekijöiden mukaan ovat olemassa, mutta joita ei ole vielä havaittu. Tuloksena saatiin syvän avaruuden kuvia ilman valosaastetta. Mielenkiintoista on, että vaikka kaikki valonlähteet (sekä tunnetut että tuntemattomat) on poistettu, tuloksena olevissa kuvissa on edelleen paljon valoa. Mistä jäljellä oleva valo tulee, ei ole tiedossa.

Tutkijat uskovat, että valo voi tulla vielä löytämättömistä tähdistä tai galakseista. Ei kuitenkaan voida sulkea pois sitä, että kuvien valo voi olla jotain aivan uutta. Epäilemättä tehdään lisää tutkimuksia, kun tutkijat jatkavat valosaastelähteiden etsimistä, mutta lisävalofotonien lähde on edelleen mysteeri tänään.

Bataviassa sijaitsevan Fermi National Accelerator Laboratoryn fyysikon Dan Hooperin mukaan hän on ehdottanut, että salaperäinen pimeä aine on syyllinen lisävalaistukseen. New York Timesille lähettämässään sähköpostissa hän sanoi, että hän ja hänen kollegansa pohtiessaan mahdollista valonlähdettä eivät olleet koskaan keksineet mitään uutta fysiikkaa selittääkseen sen läsnäolon kuvissa, "muutamia todella epämiellyttäviä vaihtoehtoja lukuun ottamatta".

Uskotaan, että universumi on täynnä "pimeää ainetta", jonka tarkkaa sisältöä ei tiedetä, mutta jonka painovoima muodostaa meille näkyvän avaruuden. Joidenkin teorioiden mukaan tämä aine voi olla eksoottisten subatomisten hiukkasten pilviä, jotka hajoavat radioaktiivisesti tai törmäävät ja tuhoutuvat energiapurkauksissa, jotka lisäävät valoa universaaliin hehkuun. Toinen mahdollinen vihje voi olla yleinen virhe.

Tutkimuksen tekijöiden mukaan mahdollisuus, että tähtitieteilijät olivat erehtyneet ja missasivat valonlähteen, on olemassa, totuus on vain 5%. No, toivottavasti tuleva tutkimus voi valaista tätä pimeää lähiavaruuden aluetta.