Половина света в космосе берётся неизвестно откуда

В космосе слишком много света. Больше, чем можно объяснить излучением звёзд, галактик и любых других известных источников. Возможно, тёмная материя не такая уж и тёмная?

К такому удивительному выводу пришли учёные, исследовавшие небо с помощью оптической камеры космического аппарата New Horizons. Их научная статья принята к публикации в издание Astrophysical Journal. Пока же можно ознакомиться с её препринтом.

Вдали от городов небо в безлунную ночь кажется нам очень тёмным. Звёзды выглядят крошечными точками в непроглядной мгле.

Но для чувствительных камер и телескопов сплошная чернота распадается на множество звёзд и галактик, недоступных невооружённому глазу. Но и это ещё не всё. Есть и очень слабое фоновое сияние, исходящее как будто от самого неба.

Откуда же оно берётся? В основном это рассеянный космической пылью свет Солнца, звёзд и галактик. Кроме того, в этот фон вливаются лучи галактик и светил, слишком тусклых, чтобы их можно было рассмотреть как отдельные объекты даже в телескоп. Не исключено, что во Вселенной есть и другие источники света, ещё не учтённые астрономами.

Чтобы понять, сколько фонового света в тёмном космосе, лучше держаться подальше от Солнца. Ведь по мере удаления от светила становится меньше, во-первых, солнечных лучей, а во-вторых, рассеивающей свет пыли.

И здесь космический зонд "Новые горизонты" (New Horizons) может сослужить астрономам очень хорошую службу. Изначально он предназначался для исследования Плутона и с блеском выполнил эту миссию в 2015 году. В январе 2019 года он навестил ещё более далёкий объект – Аррокот, ранее известный как Ультима Туле.

В ближайшем будущем у зонда не предвидится новых встреч с небесными телами. Но он стал одним из очень немногих агентов человечества на окраинах Солнечной системы и может собрать уникальную информацию о царящих там условиях.

Похоже, в тёмном пространстве космоса скрываются неведомые источники света.

Авторы нового исследования использовали оптическую камеру "Новых горизонтов" под названием LORRI для изучения фонового света неба. Они проанализировали данные, собранные, когда зонд был в 42–45 раз дальше от Солнца, чем Земля.

Конечно, LORRI – не телескоп. Но так далеко от нашей родной звезды небо примерно в десять раз темнее, чем в окрестностях прославленного "Хаббла". И астрономы не упустили возможности поискать свет в такой непроглядной тьме.

Они изучили серию снимков, сделанных так, чтобы в кадр не попадала плоскость Млечного Пути. Исследователи учли все возможные источники света, включая известные звёзды, галактики и вклад рассеивающей свет космической пыли (количество которой ничтожно мало на столь далёких окраинах Солнечной системы, хотя всё же не равно нулю).

После этого у астрономов остался очень слабый, но вполне различимый фоновый сигнал: от 16±4 нВт/(м2 ср) (нановатта на квадратный метр в стерадиане) до 19±4 нВт/(м2 ср).

"Под подозрением" остался фактически только один источник света: тусклые галактики, которые неразличимы для камеры как отдельные объекты, но создают фоновое свечение. Тогда специалисты рассчитали, какой вклад должны давать эти далёкие объекты, и вычли его. Но от этого фоновый сигнал уменьшился… примерно наполовину. Теперь он составлял от 9±5 нВт/(м2 ср) до 12±5 нВт/(м2 ср).

Этот результат выглядит, мягко говоря, весьма неожиданно.

"Они говорят, что [откуда-то] извне галактик [исходит] столько же света, сколько изнутри галактик, и это, честно говоря, довольно сложно переварить", – признаётся Майкл Земцов (Michael Zemcov) из Рочестерского технологического института, не участвовавший в исследовании.

Несколько лет назад Земцов и его соавторы выполнили аналогичную работу. Тогда зонд находился ближе к Солнцу, и к тому же учёные использовали меньшее число изображений, чем сейчас. Так что измерения получились не такими точными, но они не противоречат новому результату.

Земцов считает недавнюю работу своих коллег заслуживающей внимания, но признаёт, что её результаты будет непросто объяснить.

Почему света в два раза больше чем ожидалось? Возможно, потому, что галактик вдвое больше, чем считают космологи. Но такая гипотеза выглядит очень смело.

"Очень трудно повернуться и сказать астрономическому сообществу: эй, ребята, мы не заметили половину всего, что есть на свете!", – резонно заключает Земцов.

Конечно, самый заманчивый вариант объяснения связан с тёмной материей. Астрономы очень хотят обнаружить хоть какое-то проявление этой таинственной субстанции, кроме её гравитации, поэтому готовы приписать ей любой необъяснённый эффект (разумеется, в порядке гипотезы). Ранее с ней связывали рентгеновское и гамма-излучение неизвестной природы.

Впрочем, тёмной материей, как и промыслом Божьим, можно объяснить что угодно. Но чрезвычайные утверждения требуют чрезвычайных доказательств. И прежде всего нужно исключить самую банальную и неинтересную версию: ошибку в расчётах.

Хотя статья принята к печати в авторитетный журнал, это ещё не гарантия, что авторы ни в чём не ошиблись. Необходимо, чтобы корректность их выводов проверило всё сообщество заинтересованных специалистов. И только тогда настанет время для смелых гипотез.