NASA посчитает внегалактические звезды с помощью телескопов на геофизических ракетах

Астрофизики давно заметили, что в космосе гораздо больше света, чем должно быть, учитывая количество заметных источников. В поисках неучтенных звезд и других излучателей специалисты NASA проводят эксперимент CIBER-2. Это серия запусков компактных телескопов на геофизических ракетах, следующих из которых состоится уже завтра.

Cosmic Infrared Background Experiment-2, или просто CIBER-2, продолжается уже более десяти лет. его проводит команда исследователей под руководством Михаила Земцова (Michael Zemcov) из Рочестерского технологического института (Нью-Йорк) и Джейми Бока (Jamie Bock), сотрудника Калифорнийского технологического университета (Пасадена). Первую серию экспериментов (CIBER) они проводили еще постдокторантами и с тех пор радикально усовершенствовали свои инструменты.

Задача этих исследований — понять, откуда во вселенной берется «лишний» свет. Дело в том, что даже самые оптимистичные оценки количества звезд не объясняют наличие фонового излучения. И речь не об реликтовом, которое представляет собой эхо Большого взрыва и находится в довольно узком диапазоне длин волн. За пределами Солнечной системы и Млечного пути находится очень много излучения в самых разных диапазонах, происхождение которого не вписывается в существующие данные о количестве его возможных источников.

Снимок рассеянного внегалактического фонового света, на котором маской закрыты известные звезды. Очевидно, что излучения намного больше, чем они способны испустить / ©NASA, JPL-Caltech, A. Kashlinsky

Одна из версий гласит, что мы просто недооцениваем количество звезд во вселенной в целом и за пределами галактик в частности. Именно ее и проверяет CIBER-2. Предшествовавшая серия экспериментов подтвердила, что инфракрасного излучения в космосе больше обычного. Но она не объяснила его природу. Теперь ученые ищут фотоны в чуть более широком спектре — от близкого ИК до зеленого видимого.

Дело в том, что общую популяцию звезд проще всего оценивать по количеству самых распространенных их типов — карликов классов M и K (около 73% и 15% звезд Млечного пути, соответственно). Больше всего света они излучают в ИК-диапазоне, но также излучают и видимые фотоны. Так что расширив чувствительность CIBER-2 астрофизики планируют идентифицировать источники излучения точнее. Подтвердив происхождение рассеянного внегалактического фонового света от «беспризорных» звезд или найдя следы других явлений.

Считается, что немалая часть светил может быть выброшена из родных галактик в результате различных событий, например, слияния или гравитационного воздействия этих колоссальных астрономических объектов. Еще одним источником «лишнего» света могут быть давно закончившие свое существование первичные звезды вселенной. Испущенное ими излучение до сих пор буквально скитается по бесконечному космосу, со временем медленно переходя в более длинноволновый спектр.

Схема телескопа CIBER-2 / ©https://doi.org/10.1117/12.2229567

Существует и альтернативная версия, которую тоже предстоит проверить. Возможно, значительная часть «лишнего» света — лишь отраженное излучение или шум от известных источников. В том числе, нашей родной галактики или даже звезды. От него трудно избавиться, но в арсенале астрофизиков есть методы. Гораздо интереснее другой вариант: есть шанс что на самом деле фонового света еще больше, просто мы его не различаем доступными инструментами из-за вышеупомянутых помех.

В любом случае, на обработку данных CIBER-2 уйдут годы. Ближайший запуск запланирован на воскресенье, 6 июня, и состоится на Ракетном полигоне Уайт-Сэндс в Нью-Мексико. Геофизическая ракета Black Brant XII отправит на высоту порядка 800 километров компактный телескоп. Он просканирует сектор неба площадью четыре квадратных градуса (в восемь раз больше видимой ночью Луны) и вернется в атмосферу. Рассказывая о своей работе порталу Phys.org, Земцов и Бок не уточнили, сколько еще будет таких запусков. Вероятно, пока мы не получим окончательные ответы на фундаментальные вопросы.