فضا چقدر تاریک است؟

فضا چقدر تاریک می شود؟ اگر از چراغ های شهر دور شوید و به بالا نگاه کنید ، آسمان بین ستاره ها واقعاً تاریک به نظر می رسد. در بالای جو زمین ، فضای بیرونی حتی بیشتر کاهش می یابد

، و به رنگ سیاه و سفید رنگی محو می شود. و هنوز هم آنجا ، فضای کاملاً سیاه نیست. جهان دارای یک براق کننده نور ناخوشایند از ستارگان بی شمار و کهکشان است.

اندازه گیری های جدید دانشمندان، درخشش ضعیف زمینه ای را نشان می دهد که کهکشان های دیده نشده کمتر از برخی مطالعات نظری هستند که تعداد آنها تنها در صدها میلیارد است نه دو تریلیون کهکشان که قبلا گزارش شده است.
" مارک پستمن از موسسه علوم تلسکوپ فضایی در بالتیمور ، مریلند ، نویسنده اصلی این مطالعه گفت "دانستن یک عدد مهم است ،چند کهکشان وجود دارد؟ما به راحتی نور دو تریلیون کهکشان را نمی بینیم."

برآورد قبلی از مشاهدات بسیار عمیق آسمان توسط تلسکوپ فضایی هابل ناسا برون یابی شد. این مدل برای تخمین تعداد بسیاری از کهکشانها برای دیدن هابل بسیار کوچک و ضعیف به مدلهای ریاضی متکی بود. این تیم نتیجه گرفت که 90 درصد کهکشانهای جهان بیش از توانایی هابل در تشخیص در نور مرئی است. یافته های جدید ، که به اندازه گیری های انجام شده توسط ماموریت New Horizons ناسا متکی بود ، تعداد بسیار کمتری را نشان می دهد ، سازگار با داده های قدیمی هابل است.
تاد لائر از NOIRLab ناسا، نویسنده اصلی مطالعه، گفت: "همه كهكشانهایی را که هابل می تواند رصد کند ، را دو برابر كند ، و این چیزی است كه ما می بینیم - اما نه بیشتر." این نتایج در روز چهارشنبه ، 13 ژانویه ، در 237مین نشست انجمن نجوم آمریکا ، که برای شرکت کنندگان ثبت نام شده آزاد است ، ارائه شد. پس زمینه نوری کیهانی که تیم به دنبال اندازه گیری آن بود ، معادل نور مرئی مشهورترین زمینه مایکروویو کیهانی است
در حالی که پس زمینه مایکروویو کیهانی به ما درباره 450000 سال اول پس از انفجار بزرگ می گوید ، پس زمینه نوری کیهانی چیزی در مورد مجموع کل ستاره هایی که از آن زمان تاکنون تشکیل شده اند ، به ما اطلاع میدهد که این محدودیت در تعداد کهکشانهای ایجاد شده و مکان های به موقع آنها را محدود می کند."
تلسگوب هابل به همان اندازه که قدرتمند است ولی تیم نمی تواند از آن برای انجام این مشاهدات استفاده کند. هابل اگرچه در فضا قرار دارد ، اما به دور زمین می چرخد و هنوز هم از آلودگی نوری رنج می برد. منظومه شمسی داخلی با ذرات ریز گرد و غبار سیارک ها و ستاره های دنباله دار متلاشی پر شده است. نور خورشید آن ذرات را منعکس می کند و درخششی به نام نور زودیاک ایجاد می کند که حتی توسط ناظران آسمانی روی زمین قابل مشاهده است.
برای فرار از نور زودیاک ، تیم مجبور شد از رصدخانه ای استفاده کند که از منظومه شمسی فرار کرده است. خوشبختانه فضاپیمای New Horizons که نزدیکترین تصاویر از پلوتو و جسم کمربندی Kuiper Arrokoth را ارائه داده است ، برای انجام این اندازه گیری ها کافی است. New Horizons در فاصله خود (بیش از 4 میلیارد مایل دورتر هنگام انجام این مشاهدات) آسمان محیطی را 10 برابر تاریک ترین آسمان قابل دسترسی برای هابل تجربه می کند. این نوع اندازه گیری ها بسیار دشوار است. بسیاری از مردم مدتهاست که سعی در انجام این کار دارند. ” "New Horizons یک نقطه برتری برای اندازه گیری پس زمینه نوری کیهانی در اختیار ما قرار داده است بهتر از هر کسی که قادر به انجام آن باشد." این تیم تصاویر موجود را از بایگانی New Horizons مورد تجزیه و تحلیل قرار داد. برای تحریک درخشش پس زمینه ضعیف ، آنها مجبور شدند تعدادی از عوامل دیگر را اصلاح کنند. به عنوان مثال ، آنها نوری کهکشانهایی را که انتظار می رفت وجود داشته باشند ، کمرنگ می کنند تا قابل شناسایی نباشند. چالش برانگیزترین تصحیح ، از بین بردن نوری از ستاره های راه شیری بود که از گرد و غبار بین ستاره ای و به داخل دوربین منعکس می شد.
سیگنال باقیمانده ، اگرچه بسیار ضعیف بود ، اما هنوز قابل اندازه گیری بود. پستچی آن را با زندگی در یک منطقه دور افتاده و دور از چراغ های شهر مقایسه می کند و شب را در پرده خواب در اتاق خواب می بینید. اگر همسایه ای با فاصله یک مایل از جاده ، یخچال و فریزر خود را به دنبال یک میان وعده نیمه شب باز کند و نور یخچال آنها از دیوارهای اتاق خواب منعکس شود ، به همان اندازه زمینه ای که New Horizons تشخیص داد ، روشن خواهد بود.
بنابراین ، منبع این درخشش باقی مانده چه چیزی می تواند باشد؟ ممکن است که تعداد زیادی کهکشان کوچک در جهان نسبتاً نزدیک دقیقاً فراتر از قابلیت تشخیص باشد. یا ممکن است هاله های پراکنده ستاره ای که کهکشان ها را احاطه کرده اند از آنچه انتظار می رود درخشان تر باشد. ممکن است جمعیتی از ستارگان سرکش و بین کهکشانی در سراسر کیهان گسترش یافته باشند. شاید جالب ترین ، ممکن است کهکشانهای کم نور و دورتر از آنچه که تئوری ها پیشنهاد می کنند وجود داشته باشد. این بدان معنی است که توزیع صاف اندازه کهکشان ها که تا به امروز اندازه گیری شده اند ، دقیقاً فراتر از ضعیف ترین سیستم هایی که می توانیم مشاهده کنیم ، افزایش می یابد - همانطور که در ساحل سنگریزه های بیشتری نسبت به سنگ ها وجود دارد.
تلسکوپ فضایی جیمز وب آینده ناسا ممکن است بتواند به حل این معما کمک کند. در صورت کم رنگ بودن ، کهکشانهای منفرد دلیل آن هستند ، مشاهدات میدانی فوق عمیق ، باید بتواند آنها را تشخیص دهد.