왼쪽 이미지는 Boötes 필드라고 불리는 우리 하늘의 일부를 적외선으로, 오른쪽 이미지는 NASA의 Spitzer Space Telescope가 하늘의 같은 지역에서 포착 한 신비한 배경 적외선 광선을 보여줍니다. / JPL- 칼텍
적외선 망원경으로 하늘 전체에 신비한 빛을내는 원인은 무엇입니까? 대답은 천문학 분야에 비교적 새로운 개념과 다소 논쟁의 여지가있는 개념의 조합에있을 수 있습니다. 은하에서 쫓겨 난 도적은 은하계를 둘러싸도록 이론화 된 암흑 물질 후광에 포함될 수있다. 이들 암흑 물질 후광은 이전에 중력 효과를 관찰함으로써 간접적으로 만 검출되었지만, 또한 수수께끼의 배경 광선의 원천을 보유 할 수도있다.
어바인 (Irvine) 캘리포니아 대학 (University of California)의 아 산타 쿠 레이 (Asantha Cooray)는 오늘 Nature 지에 발표 된 새로운 연구의 주저자는“우리 하늘의 적외선 배경은 매우 미스터리했다. “우리는이 빛이 은하들 사이에 남아있는 별들로부터 온 새로운 증거를 가지고 있습니다. 개별적으로 별이 너무 희미 해 보이지만 우리는 그 집단적 빛을보고 있다고 생각합니다.”
집단 광은 우주에 퍼져있는 암흑 물질 후광의“인터 할로 (interhalo)”에서 나온 것이며, 관측 된 빛의 양이 알려진 은하에서 방출 된 빛의 양을 초과하는 이유에 대한 큰 의문에 답할 수 있습니다.
갤럭시는 은하보다 훨씬 큰 암흑 물질 후광에 존재한다. 은하가 형성되어 합쳐지면 암흑 물질 후광이 커지고 별과 가스가 후광 중간으로 가라 앉습니다.”UCLA의 Edward L. (Ned) Wright와 Spitzer Space Telescope를 사용하는 팀원 적외선 소스를 찾으십시오. “우리가 말하는 것은 천 개의 별 하나가 그렇게하지 않고 대신 암흑 물질처럼 분포되어 있다는 것입니다. 암흑 물질을 잘 볼 수는 없지만 실제로 은하의 밝은 부분에있는 별 수의 1 %의 1/10에 불과한 몇 개의 별이 있다고 제안합니다. 천의 별 하나가 눈에 보이는 은하에서 제거되어 암흑 물질처럼 분포되어 있습니다.”
암흑 물질 후광이 완전히 어둡지는 않다고 Wright는 말했다. "중앙 은하에있는 별들 중 10 분의 1의 작은 부분이 후광으로 퍼져서 우리가 보는 변동을 일으킬 수 있습니다."
많은 은하단에서 천문학 자들은 20 %에 달하는 훨씬 더 높은 퍼센트의 빛내 광을 발견했다고 Wright는 말했다.
이 연구를 위해 Cooray, Wright 및 동료들은 Spitzer 우주 망원경을 사용하여 별자리 Boötes에서 하늘 영역의 적외선 맵을 생성했습니다. 빛은 100 억년 동안 우리를 여행 해 왔습니다.
NASA의 WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer) 미션의 수석 연구원 인 Wright는“헤일로에서이 빛은 아마도 하늘 어디에서나 발생하고 다른 곳에서는 측정되지 않았을 것입니다.
Wright는“적외선 배경의 기원을 실제로 이해할 수 있다면 우주의 모든 빛이 언제 만들어 졌는지, 얼마나 많이 생산되었는지 이해할 수 있습니다. “우주에서 모든 빛의 생산 역사는이 배경에서 인코딩됩니다. 우리는 약 100 억년 전에 대부분의 별들이 만들어 졌을 때 존재했던 은하계의 가장자리가 퍼지면서 변동이 일어날 수 있다고 말합니다.”
Spitzer 이미지에서 빛이 얼룩 무늬로 나타납니다.
새로운 발견은 이번 여름에 나온 연구와 상충됩니다. NASA의 Goddard 우주 비행 센터의 Alexander "Sasha"Kashlinsky와 그의 팀은 Spitzer와 동일한 하늘의 패치를보고 최초의 별과 은하계에서 특이한 패턴을 만드는 빛을 제안했습니다.
새로운 연구에서 Cooray와 동료들은 Bootes 필드라고 불리는 하늘의 더 큰 부분의 데이터를 보았습니다. 이러한 관측은 Kashlinsky 그룹의 연구만큼 민감하지는 않았지만 규모가 클수록 연구원들은 배경 적외선 패턴을 더 잘 분석 할 수있었습니다.
캘리포니아 패서 디나에있는 NASA 제트 추진 연구소의 공동 저자 인 Daniel Stern은“우리는 250 시간 동안 Spitzer를 사용하여 Bootes 필드를 조사했습니다. 배경이 빛을 발하는 원인에 대한 중요하고 도전적인 질문을 직접 해결하기위한 관찰 결과”
연구팀은 적외선 광선의 빛 패턴이 첫 번째 별과 은하의 이론 및 컴퓨터 시뮬레이션과 일치하지 않는다고 결론 지었다. 연구원들은 빛이 너무 밝아서 우리가 오늘날 우리 주변에서 볼 수있는 은하만큼 크거나 많지 않은 것으로 생각되는 첫 은하계에서 나온 것이라고 말합니다. 대신에 과학자들은 "인트라 클러스터"또는 "인트라 할로 (intrahalo)"별빛의 이론에 근거하여 얼룩 빛을 설명하는 새로운 이론을 제안합니다.
팀은 이러한 결과를 확인하기 위해 더 많은 연구가 필요하다고 제임스 웹 우주 망원경이 도움이 될 것이라고 덧붙였다.
NASA 본사의 JWST 부국장 인 에릭 스미스 (Eric Smith)는“제임스 웹 망원경의 예리한 적외선 비전은 가장 초기의 별과 은하를 직접 볼 수있을뿐만 아니라 근처 은하의 외곽 사이에 숨어있는 길 잃은 별을 직접 볼 수있을 것입니다. 워싱턴에서. "배경 적외선을 구성하는 미스터리 오브젝트가 마침내 노출 될 수 있습니다."
출처 : NASA, UCLA
