Koliko je mračan duboki svemir? Astronomi su možda napokon odgovorili na ovo dugogodišnje pitanje koristeći mogućnosti NASA-ine svemirske letjelice New Horizons, koja je omogućila najpreciznija i direktna mjerenja ukupne količine svjetlosti koju generira svemir. Više od 18 godina nakon lansiranja i devet godina nakon povijesnog istraživanja Plutona, New Horizons nalazi se na udaljenosti većoj od 7,3 milijarde kilometara od Zemlje, u regiji Sunčevog sustava dovoljno udaljenoj od Sunca da ponudi najtamnije nebo dostupno bilo kojem postojećem teleskopu. To je omogućilo jedinstvenu perspektivu za mjerenje ukupnog sjaja dalekog svemira.
“Ako podignete ruku u dubokom svemiru, koliko svjetlosti svemir baca na nju?” upitao je Marc Postman, astronom iz Instituta za svemirske teleskope u Baltimoreu i glavni autor novog rada koji je objavljen 28. kolovoza u časopisu The Astrophysical Journal. “Sada imamo dobru predodžbu o tome koliko je svemir zapravo mračan. Rezultati pokazuju da je velika većina vidljive svjetlosti koju primamo iz svemira generirana u galaksijama. Važno je napomenuti da nismo pronašli dokaze o značajnim razinama svjetlosti iz izvora koji trenutačno nisu poznati astronomima.”
Ova otkrića rješavaju zagonetku koja je mučila znanstvenike još od 1960-ih godina, kada su astronomi Arno Penzias i Robert Wilson otkrili da je svemir ispunjen snažnim mikrovalnim zračenjem, za koje se predviđalo da je ostalo nakon stvaranja samog svemira. Ovo otkriće im je donijelo Nobelovu nagradu. U nastavku su astronomi također otkrili dokaze o pozadinskom zračenju rendgenskih zraka, gama zraka i infracrvenog zračenja koje također ispunjava nebo.
Otkrivanje pozadinske “obične” (ili vidljive) svjetlosti — formalno nazvane kozmička optička pozadina (COB) — omogućilo je zbrajanje sve svjetlosti koju su galaksije generirale tijekom života svemira prije nego što su NASA-ini svemirski teleskopi Hubble i James Webb mogli izravno vidjeti te slabe pozadinske galaksije. U eri teleskopa Hubble i James Webb, astronomi mjere kozmičku optičku pozadinu kako bi otkrili svjetlost koja bi mogla dolaziti iz izvora izvan poznatih galaksija. No, mjerenje ukupnog svjetlosnog izlaza svemira iznimno je teško s Zemlje ili bilo kojeg mjesta u unutarnjem Sunčevom sustavu.
“Eksperimenti s izravnim mjerenjem ponavljali su se više puta, no u našem dijelu Sunčevog sustava jednostavno je previše sunčeve svjetlosti i reflektirane međuplanetarne prašine, koja raspršuje svjetlost i stvara difuznu svjetlosnu maglicu, skrivajući tako slabe signale iz udaljenog svemira,” objašnjava Tod Lauer, suradnik na projektu New Horizons i astronom iz Nacionalnog opservatorija za istraživanje infracrvenog svjetla (NOIRLab) u Arizoni. “Svi pokušaji mjerenja jačine kozmičke optičke pozadine unutar Sunčevog sustava suočavaju se s velikim nesigurnostima.”
Tu na scenu stupa New Horizons, miljarde kilometara daleko na svom putu izvan planeta, sada duboko u Kuiperovom pojasu i na putu prema međuzvjezdanom prostoru. Krajem prošlog ljeta, New Horizons je, s udaljenosti 57 puta veće od one između Zemlje i Sunca, precizno skenirao svemir svojim ‘dugometnim izviđačkim uređajem’ ili ORRI, snimajući dvadesetak različitih područja u svemiru. LORRI je bio pažljivo zaštićen od sunčeve svjetlosti glavnim tijelom letjelice, što je spriječilo da i najmanji tračak svjetla uđe u osjetljivu kameru. Polja su odabrana tako da se nalaze daleko od sjajnog diska i jezgre Mliječne staze te svijetlih okolnih zvijezda. Tim s New Horizonsa koristio je podatke iz dalekog infracrvenog spektra, prikupljene misijom Planck Europske svemirske agencije, kako bi uskladili te infracrvene emisije s razinom vidljive svjetlosti.
Ova metoda im je omogućila točno predviđanje i ispravljanje učinaka prašine koja raspršuje svjetlost Mliječne staze na slikama kozmičke optičke pozadine — problem koji su ranije imali tijekom promatranja 2021. godine, kada su zbog podcijenjene količine raspršene svjetlosti precijenili višak svjetlosti iz svemira. Ovoga puta, uzimajući u obzir sve poznate izvore svjetlosti, uključujući pozadinske zvijezde i svjetlost raspršenu tankim oblacima prašine unutar Mliječne staze, istraživači su otkrili da preostala razina vidljive svjetlosti točno odgovara svjetlosti koju su sve galaksije generirale tijekom posljednjih 12,6 milijardi godina.
“Najjednostavnije objašnjenje je da kozmička optička pozadina dolazi isključivo iz galaksija,” rekao je Lauer. “Izvan galaksija nalazimo samo tamu.” “Ovo novo otkriće predstavlja značajan doprinos temeljnoj kozmologiji i nešto što se moglo postići samo zahvaljujući svemirskoj letjelici poput New Horizonsa,” izjavio je Alan Stern, glavni istraživač misije New Horizons. “I pokazuje da naša trenutna produžena misija donosi važne znanstvene spoznaje, daleko izvan izvorne svrhe ove planetarne misije, koja je bila usmjerena na prvo blisko istraživanje Plutona i objekata u Kuiperovom pojasu.”
Lansirana u siječnju 2006., svemirska letjelica New Horizons napravila je povijesni iskorak istražujući Pluton i njegove mjesece u srpnju 2015. Nakon toga, omogućila je čovječanstvu prvi bliski pogled na Arrokoth, objekt iz Kuiperovog pojasa, u siječnju 2019. Sada, u svojoj drugoj produženoj misiji, New Horizons istražuje udaljene objekte u Kuiperovom pojasu, proučava vanjske dijelove Sunčeve heliosfere te provodi ključna astrofizička istraživanja s jedinstvene pozicije u najudaljenijim dijelovima Sunčevog sustava.
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
