Ta umetnikova ilustracija prikazuje lokacijo in velikost hipotetičnega oblaka prahu, ki obkroža naš sončni sistem. Zasluge: NASA, ESA, Andy James (STScI)

Izpušni plini padajočih kometov naredijo vesolje prašno mesto

Predstavljajte si, da ponoči stopite v sobo, ugasnete vse luči in zaprete senčnike. Kljub temu iz sten, stropa in tal izvira srhljiv sij. Šibka svetloba je komaj dovolj, da vidite svoje roke pred obrazom, vendar vztraja.

“Lovci na duhove?” Izgleda kot prizor iz. Ne, to je prava stvar za astronome. Vendar najti nekaj, kar je blizu ničle, ni enostavno. Astronomi prebrskajo 200.000 arhivskih slik Vesoljski teleskop Hubble in opravil na desettisoče meritev na teh slikah, da bi odkril morebitno preostalo svetlost ozadja na nebu. Tako kot bi ugasnili luči v sobi, so odšteli tudi svetlobo zvezd, galaksij, planetov in celo svetlobo zenita. (Svetloba zodiaka je šibek sij razpršene sončne svetlobe, ki jo razprši medplanetarni prah.) Presenetljivo je, da je za njim ostal srhljiv, šibek sij. To je enakomerni svetlobi desetih kresnic, ki se razprostirajo po nebu.

Od kod prihaja?

Ena od možnih razlag je, da je lupina prahu popolnoma ovila naš sončni sistem. Pluton, in odbija sončno svetlobo. Ni presenetljivo, če med čiščenjem hiše vidite prah v zraku, ki ga ujamejo sončni žarki. Mora pa imeti bolj eksotično poreklo. Ker se sij tako zlahka porazdeli, so verjetni viri nešteto kometov – prosto leteče prašne snežne kepe ledu. Vsi padajo proti Soncu iz različnih smeri in bruhajo prah, saj sončna toplota povzroči sublimacijo ledu. Če bi bil resničen, bi bil to na novo odkriti arhitekturni element Osončja. Ostal je neviden, dokler se niso pojavili zelo domiselni in vedoželjni astronomi in moč Hubbla.

Ta umetnikova ilustracija prikazuje lokacijo in velikost hipotetičnega oblaka prahu, ki obkroža naš sončni sistem. Astronomi so preiskali 200.000 slik in na tisoče meritev vesoljskega teleskopa Hubble, da bi poiskali preostalo svetlost ozadja na nebu. Ker se sij tako zlahka porazdeli, so verjetni viri nešteto kometov – prosto leteče prašne snežne kepe ledu. Vsi padajo proti Soncu iz različnih smeri in bruhajo prah, saj sončna toplota povzroči sublimacijo ledu. Če bi bil resničen, bi bil to na novo odkriti arhitekturni element Osončja. Zasluge: NASA, ESA, Andy James (STScI)

Vesoljski teleskop Hubble zaznava srhljiv sij okoli našega sončnega sistema

Poleg tapiserije utripajočih zvezd ter sijaja vzhajajoče in pojemajoče lune je nočno nebo naključnemu opazovalcu videti črnilo črno. Toda kako temno je?

Da bi ugotovili, so se astronomi odločili razvrstiti 200.000 slik. NASA‘s Vesoljski teleskop Hubble In v ambicioznem projektu, imenovanem Skysurf, je na teh slikah opravil na tisoče meritev, da bi odkril morebitno preostalo svetlost ozadja na nebu. To bi bila svetloba, ki ostane po odštevanju svetlosti planetov, zvezd, galaksij in prahu na dnu našega Osončja (imenovana zodiakalna svetloba).

Ko so raziskovalci dokončali ta seznam, so ugotovili izjemno majhno količino svetlobe, ki je enakovredna enakomernemu siju 10 kresnic, razpršenih po nebu. Kot da bi ugasnili vse luči v zaprti sobi in še vedno opazili srhljiv sij, ki prihaja iz sten, stropa in tal.

Ta fotografija prikazuje zodiakalno svetlobo, kot jo vidimo 1. marca 2021 v Skull Valleyju v Utahu. Zvezdna kopica Plejade je vidna blizu vrha svetilnika. Mars je tik pod tem. Zasluge: NASA/Bill Dunford

Raziskovalci pravijo, da je ena od možnih razlag za ta preostali sij ta, da naš notranji sončni sistem vsebuje majhno kroglico prahu iz kometov, ki pada v sončni sistem iz vseh smeri, in da se sij odbija od tega prahu. Sončno je. Če je resnična, bi lahko bila ta krogla prahu nov dodatek k znani arhitekturi Osončja.

To zamisel podpira dejstvo, da je leta 2021 druga skupina astronomov uporabila tudi podatke iz Nasinega vesoljskega plovila New Horizons za merjenje ozadja neba. New Horizons je letel mimo Plutona leta 2015 in manjšega predmeta Kuiperjevega pasu leta 2018, zdaj pa se odpravlja v medzvezdni prostor. Meritve New Horizons so bile opravljene na razdalji od 4 do 5 milijard milj od Sonca. Je dovolj daleč zunaj dosega planetov in asteroidov, da ni onesnaženja s planetarnim prahom.

New Horizons je zaznal šibek predmet, ki je očitno prišel iz bolj oddaljenega vira, kot ga je zaznal Hubble. Prav tako ostaja nepojasnjen vir svetlobe ozadja, ki jo opazuje New Horizons. Obstaja veliko teorij, od razpada temne snovi do ogromne nevidne populacije oddaljenih galaksij.

»Če je naša analiza pravilna, je med nami in razdaljo, ki jo meri New Horizons, še ena komponenta prahu. To pomeni, da gre za nekakšno dodatno svetlobo, ki prihaja iz notranjosti našega sončnega sistema,« je dejal Tim Carlton z univerze Arizona State (ASU).

“Ker naše meritve preostale svetlobe presegajo New Horizons, menimo, da gre za lokalni pojav, ki ni izven Osončja. Morda gre za nov element v materialu Osončja, o katerem so domnevali, vendar doslej ni bil kvantitativno izmerjen, « je rekel Carlton.

Hubblov veteran, astronom Rogier Windhorst, prav tako z ASU, je prvi prišel na idejo o zbiranju Hubblovih podatkov, da bi šel v iskanje kakršne koli “svetlobe duhov”. “Več kot 95 % fotonov na slikah Hubblova zbirka prihajajo z manj kot 3 milijard milj od Zemlje. Od samega začetka Hubbla je večina uporabnikov Hubbla zavrgla te fotone neba, ker so jih zanimali šibki diskretni objekti na Hubblovih slikah, kot so zvezde in galaksije,” je dejal Windhorst. “Toda ti fotoni neba so pomembna informacija To je lahko posledica Hubblove edinstvene sposobnosti, da meri šibke ravni svetlosti do visoke natančnosti v svoji tridesetletni življenjski dobi.”

K projektu SKYSURF je prispevalo več dodiplomskih in podiplomskih študentov, med njimi Rosalia O’Brien, Delondre Carter in Darby Kramer na ASU, Scott Tompkins na Univerzi Zahodne Avstralije, Sarah Cady na Univerzi Macquarie v Avstraliji in mnogi drugi.

Raziskovalni članki skupine so objavljeni v Astronomski vestnik in The Astrophysical Journal Letters,

Referenca:

“SKYSURF: Omejitve zodiakalne svetlobe in ekstragalaktične svetlobe ozadja prek pankromatskih meritev površinske svetlosti HST All-Sky: II. Prve omejitve difuzne svetlobe pri 1,25, 1,4 in 1,6 μm” Timothy Carleton, Rogier A. Windhorst, Rosalia O’Brien , Seth H. Cohen, Delondra Carter, Rolf Jansen, Scott Tompkins, Richard G. Arendt, Sarah Cady Norman Grogin, Scott J. Kenyon, Anton Coeckemore, John McKenty, Stefano Casertano, Luke JM Davis, Simon P. Driver, Eli Dweck, Alexander Kashlinski, Nathan Miles, Nor Pirzkal, Aaron Robotham, Russell Ryan, Haley Abbate, Hanga Andras-Letanovsky, Jessica Berkheimer, Zak Goisman, Daniel Henningsen, Darby Kramer, Simone Rogers in Andy Swirbull, 4. oktober 2022, dostopno Astronomski vestnik,
DOI: 10.3847/1538-3881/ac8d02

“SKYSURF: Omejitve zodiakalne svetlobe in zunajgalaktične svetlobe ozadja prek pankromatskih HST meritev površinske svetlosti na celotnem nebu. I. Pregled in metode raziskave” Rogier A. Windhorst, Timothy Carleton, Rosalia O’Brien, Seth H. Cohen, Delondre Carter, Rolf Jansson, Scott Tompkins, Richard G. Arendt, Sarah Cady, Norman Grogin, Anton Coeckemore, John McEntee, Stefano Casertano, Luke JM Davis, Simon P. Driver, Eli Dweck, Alexander Kashlinsky, Scott J. Kenyon, Nathan Miles, Nor Pirzkal, Aaron Robotham, Russell Ryan, Hayley Abbate, Hanga Andras-Letanovsky, Jessica Berkheimer, John Chambers, Connor Gelb, Zak Goisman, Daniel Henningsen, Isabella Huckabee, Darby Kramer, Tirthal Patel, Rushab Pavnikar, Evan Pringle, Simone Rogers, Steven Sherman, Andy Swirbull in Caitlin Weber, 15. september 2022, na voljo tukaj Astronomski vestnik,
DOI: 10.3847/1538-3881/ac82af

“SKYSURF-3: Preizkušanje prenatrpanega kataloga objektov v Hubblovih ekstremno globokopoljskih mozaikih za preučevanje nepopolnosti vzorčenja z vidika svetlobe zunajgalaktičnega ozadja” Darby M. Kramer, Timothy Carleton, Seth. H. Cohen, Rolf Jansson, Rogier A. Windhorst, Norman Grogin, Anton Coeckemore, John W. McEntiy in Nor Pirzkal, 18. november 2022, na voljo tukaj Astronomical Journal Letters,
DOI: 10.3847/2041-8213/ac9cca

Rosalia O’Brien, Timothy Carleton, Rozier A. Windhorst, Ralph A. “Skysurf-4: Pankromatične metode in rezultati merjenja svetlosti površine celotnega neba” Johnson, Delondra Carter, Scott Tompkins, Sarah Cady, Seth H. Cohen, Haley Abbate, Richard G. Arendt, Jessica Berkheimer, Annalisa Calamida, Stefano Casertano, Simon P. Driver, Connor Gelb, Zak Goisman, Norman Grogin, Daniel Henningsen, Isabella Huckabee, Scott J. Kenyon, Anton M. Coeckemore, Darby Kramer, John McEntee, Aaron Robotham in Steven Sherman, 13. oktober 2022, Astrofizika > Instrumentacija in metode za astrofiziko,
arhiv: 2210.08010

Vesoljski teleskop Hubble je projekt mednarodnega sodelovanja med Naso in Eso. Nasin center za vesoljske polete Goddard v Greenbeltu v Marylandu upravlja teleskop. Znanstveni inštitut za vesoljski teleskop (STScI) v Baltimoru v Marylandu izvaja znanstvene operacije Hubble in Webb. STScI za Naso upravlja Konzorcij univerz za raziskave v astronomiji v Washingtonu, D.C.