Οι επιστήμονες ανακαλύπτουν ότι το ''μακρυνό Διάστημα'' εκπέμπει φως! Scientists Discover Outer Space Isn't Pitch Black After All
Look up at the night sky and, if you're away from city lights, you'll see stars. The space between those bright points of light is, of course, filled with inky blackness.
Some astronomers have wondered about that all that dark space--about how dark it really is.
"Is space truly black?" says Tod Lauer, an astronomer with the National Optical Astronomy Observatory in Arizona. He says if you could look at the night sky without stars, galaxies, and everything else known to give off visible light, "does the universe itself put out a glow?"
It's a tough question that astronomers have tried to answer for decades. Now, Lauer and other researchers with NASA's New Horizons space mission say they've finally been able to do it, using a spacecraft that's travelling far beyond the dwarf planet Pluto. The group has posted their work online, and it will soon appear in the Astrophysical Journal.
New Horizons was originally designed to explore Pluto, but after whizzing past the dwarf planet in 2015, the intrepid spacecraft just kept going. It's now more than four billion miles from home—nearly 50 times farther away from the Sun than the Earth is.
That's important because it means the spacecraft is far from major sources of light contamination that make it impossible to detect any tiny light signal from the universe itself. Around Earth and the inner solar system, for example, space is filled with dust particles that get lit up by the Sun, creating a diffuse glow over the entire sky. But that dust isn't a problem out where New Horizons is. Plus, out there, the sunlight is much weaker.
To try to detect the faint glow of the universe, researchers went through images taken by the spacecraft's simple telescope and camera and looked for ones that were incredibly boring.
"The images were all of what you just simply call blank sky. There's a sprinkling of faint stars, there's a sprinkling of faint galaxies, but it looks random," says Lauer. "What you want is a place that doesn't have many bright stars in the images or bright stars even outside the field that can scatter light back into the camera."
Then they processed these images to remove all known sources of visible light. Once they'd subtracted out the light from stars, plus scattered light from the Milky Way and any stray light that might be a result of camera quirks, they were left with light coming in from beyond our own galaxy.
They then went a step further still, subtracting out light that they could attribute to all the galaxies thought to be out there. And it turns out, once that was done, there was still plenty of unexplained light.
In fact, the amount of light coming from mysterious sources was about equal to all the light coming in from the known galaxies, says Marc Postman, an astronomer with the Space Telescope Science Institute in Baltimore, Maryland. So maybe there are unrecognized galaxies out there, he says, "or some other source of light that we don't yet know what it is."
The new findings are sure to get astronomers talking.
"They're saying that there's as much light outside of galaxies as there is inside of galaxies, which is a pretty tough pill to swallow, frankly," notes Michael Zemcov, an astrophysicist at Rochester Institute of Technology, who was not part of the research team.
A few years ago, Zemcov and some colleagues analyzed New Horizons data in a similar way. Using fewer images, they made a less precise measurement, but it was still compatible with the current results.
He says for 400 years, astronomers have been studying visible light and the sky in a serious way and yet somehow apparently "missed half the light in the universe."
"It's very difficult to turn around and say to the astronomical community, like, 'Hey, guys, we're missing half of the stuff out there,'" says Zemcov. Still, he buys the results: "I think the work is really solid."
So where does the light come from? Perhaps, he says, there are far more small, faint dwarf galaxies and other faint regions on the outskirts of galaxies that instruments like the Hubble Space Telescope can't detect and so scientists just aren't aware of them. Or, maybe there's more dust out there interfering with the measurements than scientists expected.
Or perhaps there's a more exotic explanation—some unknown phenomenon out in the universe that creates visible light. It's even possible it's something associated with dark matter, a mysterious form of matter that exerts a gravitational pull on visible matter but has never been seen directly.
"As a person who studies the universe, I really want to know what the universe is made of and what are all the components of the universe," says Postman. "We would like to think that the components that give off light are something that we can really get a good sense of and understand why there is that much light."
But to do that, notes Postman, it's really essential to first understand how much light there is that needs to be accounted for, and that's where a study like this one can help.
"It is a new measurement, with the capability that we have because we're in a unique place with a camera that can exploit that neat place," says Lauer.
Still, he adds, "space is dark." Even after all this analysis, "it's still pretty dark."
--npr.org-------------------------------------------------------
Οι επιστήμονες έχουν χρησιμοποιήσει το διαστημικό σκάφος New Horizons, δισεκατομμύρια μίλια από τη Γη, για να μετρήσουν το σκοτάδι του διαστήματος.
NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute
Κοιτάξτε τον νυχτερινό ουρανό και, εάν είστε μακριά από τα φώτα της πόλης, θα δείτε αστέρια. Ο χώρος μεταξύ αυτών των φωτεινών σημείων φωτός, φυσικά, είναι γεμάτος με μελανώδη σκοτεινότητα.
Μερικοί αστρονόμοι έχουν αναρωτηθεί για αυτό το σκοτεινό διάστημα - για το πόσο σκοτεινό είναι.
"Είναι ο χώρος πραγματικά μαύρος;" λέει ο Tod Lauer, ένας αστρονόμος στο Εθνικό Παρατηρητήριο Οπτικής Αστρονομίας στην Αριζόνα. Λέει αν θα μπορούσατε να κοιτάξετε τον νυχτερινό ουρανό χωρίς αστέρια, γαλαξίες και όλα όσα είναι γνωστό ότι εκπέμπουν ορατό φως, "το ίδιο το σύμπαν εκπέμπει μια λάμψη;"
Είναι μια δύσκολη ερώτηση που οι αστρονόμοι προσπάθησαν να απαντήσουν εδώ και δεκαετίες. Τώρα, ο Lauer και άλλοι ερευνητές της διαστημικής αποστολής New Horizons της NASA λένε ότι κατάφεραν τελικά να το κάνουν, χρησιμοποιώντας ένα διαστημικό σκάφος που ταξιδεύει πολύ πέρα από τον νάνο πλανήτη Πλούτωνα. Η ομάδα δημοσίευσε το έργο της στο Διαδίκτυο και σύντομα θα εμφανιστεί στο Astrophysical Journal.
Οι New Horizons είχαν αρχικά σχεδιαστεί για να εξερευνήσουν τον Πλούτωνα, αλλά αφού ξεφύγει από τον πλανήτη του νάνου το 2015, το ατρόμητο διαστημικό σκάφος συνέχισε. Είναι πλέον περισσότερα από τέσσερα δισεκατομμύρια μίλια από το σπίτι - σχεδόν 50 φορές πιο μακριά από τον Ήλιο από ό, τι είναι η Γη.
Αυτό είναι σημαντικό επειδή σημαίνει ότι το διαστημικό σκάφος απέχει πολύ από τις σημαντικές πηγές μόλυνσης του φωτός που καθιστούν αδύνατη την ανίχνευση οποιουδήποτε μικροσκοπικού φωτεινού σήματος από το ίδιο το σύμπαν. Γύρω από τη Γη και το εσωτερικό ηλιακό σύστημα, για παράδειγμα, ο χώρος είναι γεμάτος με σωματίδια σκόνης που φωτίζονται από τον Ήλιο, δημιουργώντας μια διάχυτη λάμψη σε ολόκληρο τον ουρανό. Αλλά αυτή η σκόνη δεν είναι πρόβλημα από πού βρίσκονται οι New Horizons. Επιπλέον, εκεί έξω, το φως του ήλιου είναι πολύ πιο αδύναμο.
Για να προσπαθήσουν να ανιχνεύσουν την αχνή λάμψη του σύμπαντος, οι ερευνητές εξέτασαν εικόνες που ελήφθησαν από το απλό τηλεσκόπιο και τη φωτογραφική μηχανή του διαστημικού σκάφους και έψαχναν αυτές που ήταν απίστευτα βαρετές.
"Οι εικόνες ήταν όλες αυτές που απλά αποκαλείτε κενό ουρανό. Υπάρχει ένα ψέκασμα αμυδρών αστεριών, υπάρχει ένας ψεκασμός αχνών γαλαξιών, αλλά φαίνεται τυχαίος", λέει ο Lauer. "Αυτό που θέλετε είναι ένα μέρος που δεν έχει πολλά φωτεινά αστέρια στις εικόνες ή φωτεινά αστέρια ακόμη και έξω από το πεδίο που μπορούν να διασκορπίσουν το φως πίσω στην κάμερα."
Στη συνέχεια επεξεργάστηκαν αυτές τις εικόνες για να αφαιρέσουν όλες τις γνωστές πηγές ορατού φωτός. Μόλις αφαιρούσαν το φως από τα αστέρια, καθώς και διάσπαρτο φως από τον Γαλαξία μας και κάθε αδέσποτο φως που θα μπορούσε να είναι αποτέλεσμα των ιδιοτροπιών της κάμερας, τους έμεινε το φως που προέρχεται πέρα από τον γαλαξία μας.
Στη συνέχεια πήγαν ένα βήμα ακόμα πιο μακριά, αφαιρώντας το φως που θα μπορούσαν να αποδώσουν σε όλους τους γαλαξίες που πιστεύεται ότι ήταν εκεί έξω. Και αποδεικνύεται, όταν αυτό έγινε, υπήρχε ακόμη άφθονο ανεξήγητο φως.
Στην πραγματικότητα, η ποσότητα φωτός που προέρχεται από μυστηριώδεις πηγές ήταν περίπου ίση με όλο το φως που προέρχεται από τους γνωστούς γαλαξίες, λέει ο Marc Postman, αστρονόμος με το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Επιστημονικό Ινστιτούτο στη Βαλτιμόρη του Μέριλαντ. Ίσως λοιπόν να υπάρχουν μη αναγνωρισμένοι γαλαξίες εκεί έξω, λέει, "ή κάποια άλλη πηγή φωτός που δεν γνωρίζουμε ακόμα τι είναι."
Τα νέα ευρήματα σίγουρα θα κάνουν τους αστρονόμους να μιλούν.
"Λένε ότι υπάρχει τόσο φως έξω από τους γαλαξίες όσο υπάρχει και στο εσωτερικό των γαλαξιών, το οποίο είναι ένα αρκετά σκληρό χάπι για κατάποση, ειλικρινά", σημειώνει ο Μάικλ Ζέμκοφ, αστροφυσικός στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας του Ρότσεστερ, ο οποίος δεν ήταν μέρος του ερευνητική ομάδα.
Πριν από λίγα χρόνια, ο Zemcov και ορισμένοι συνάδελφοί του ανέλυσαν τα δεδομένα του New Horizons με παρόμοιο τρόπο. Χρησιμοποιώντας λιγότερες εικόνες, έκαναν μια λιγότερο ακριβή μέτρηση, αλλά ήταν ακόμα συμβατή με τα τρέχοντα αποτελέσματα.
Λέει για 400 χρόνια, οι αστρονόμοι μελετούν το ορατό φως και τον ουρανό με σοβαρό τρόπο, αλλά κάπως προφανώς «έχασε το μισό φως στο σύμπαν».
«Είναι πολύ δύσκολο να γυρίσεις και να πεις στην αστρονομική κοινότητα, όπως,« Γεια, παιδιά, μας λείπουν τα μισά πράγματα εκεί έξω », λέει ο Ζέμκοφ. Ακόμα, αγοράζει τα αποτελέσματα: "Νομίζω ότι το έργο είναι πραγματικά σταθερό."
Από πού προέρχεται το φως; Ίσως, λέει, υπάρχουν πολύ πιο μικροί, αμυδροί νάνοι γαλαξίες και άλλες αχνές περιοχές στα περίχωρα των γαλαξιών που όργανα όπως το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble δεν μπορούν να ανιχνεύσουν και έτσι οι επιστήμονες απλά δεν το γνωρίζουν. Ή, ίσως υπάρχει περισσότερη σκόνη εκεί έξω που παρεμβαίνει στις μετρήσεις από ό, τι περίμεναν οι επιστήμονες.
Ή ίσως υπάρχει μια πιο εξωτική εξήγηση - κάποιο άγνωστο φαινόμενο στο σύμπαν που δημιουργεί ορατό φως. Είναι ακόμη πιθανό να είναι κάτι που σχετίζεται με τη σκοτεινή ύλη, μια μυστηριώδη μορφή ύλης που ασκεί μια βαρυτική έλξη στην ορατή ύλη αλλά ποτέ δεν έχει δει άμεσα.
«Ως άτομο που μελετά το σύμπαν, θέλω πραγματικά να μάθω από τι αποτελείται το σύμπαν και ποια είναι όλα τα συστατικά του σύμπαντος», λέει ο Postman. "Θα θέλαμε να σκεφτούμε ότι τα συστατικά που εκπέμπουν φως είναι κάτι που μπορούμε πραγματικά να έχουμε μια καλή αίσθηση και να καταλάβουμε γιατί υπάρχει τόσο πολύ φως".
Αλλά για να γίνει αυτό, σημειώνει ο Postman, είναι πραγματικά σημαντικό να κατανοήσουμε πρώτα πόσο φως υπάρχει που πρέπει να ληφθεί υπόψη και εκεί μπορεί να βοηθήσει μια μελέτη όπως αυτή.
"Είναι μια νέα μέτρηση, με την ικανότητα που έχουμε, επειδή είμαστε σε ένα μοναδικό μέρος με μια κάμερα που μπορεί να εκμεταλλευτεί αυτό το τακτοποιημένο μέρος", λέει ο Lauer.
Ωστόσο, προσθέτει, "ο χώρος είναι σκοτεινός." Ακόμα και μετά από αυτήν την ανάλυση, "είναι ακόμα πολύ σκοτεινό."