Телескоп космического базирования "Спитцер", исследующий галактические объекты в инфракрасном диапазоне, выявляет фоновое свечение на обширных участках небесного свода, хотя объекты, его излучающие, пока не обнаружены. Эта особенность является одной из загадок космоса, которую пытаются разгадать астрономы. И они уже весьма близки к этому.В поисках решения данной проблемы ученые выдвигают гипотезы, являющиеся по сути вариантами подходов к разгадке и требующие экспериментальных доказательств. Первая гипотеза — это предположение о том, что инфракрасное свечение доходит к нам от бесконечно далеких молодых галактик ранней Вселенной. Они были очень горячими, возникнув миллиарды лет тому назад, но с тех пор Вселенная расширялась, трансформируясь и преображаясь. То есть нам сейчас в форме инфракрасного излучения видна "историческая" картина ранней Вселенной!
Нет, гласит вторая гипотеза. Это светятся, излучая тепло, тусклые галактики ближнего окружения Млечного Пути, которые не видны в диапазоне видимого света из-за того, что их скрывают пыль и газ, в облака которых они погружены, как в дымовую завесу.
Множество аргументов за и против выдвигают сторонники этих альтернативных предложений, опровергают доводы оппонентов и развивают свои доказательства. Так все-таки, далеко или близко эти фоновые источники инфракрасного фонового свечения в космосе и что может служить его источником?
Ранее полагали, что наша Галактика велика и компактна, ее спиральные ветви окружают центральное массивное скопление, вокруг которого они вращаются, а в окружении Млечного Пути, в его гало, содержится только темная материя, не проявляющая какого-либо свечения. Но свечение объективно выявляется в наблюдениях! На этом основании базируется новая гипотеза, предложенная учеными Калифорнийского университета в Ирвайне (США).
Ведущий автор работы Асантха Курэй так формулирует предлагаемый вариант: "Это инфракрасное фоновое излучение в нашем небе всегда было большой загадкой! И у нас появились новые свидетельства того, что инфракрасное свечение исходит от звезд, оказавшихся между галактиками. Поодиночке они слишком тусклые, оттого мы их и не видим. Вероятно, мы наблюдаем их коллективное свечение".
Для подтверждения своих воззрений авторы новой гипотезы исследовали довольно обширный участок ночного неба в созвездии Волопаса, данные поставлял космический телескоп "Спитцер". Наблюдения продолжались 250 часов. Полученные данные были оцифрованы, появилась возможность сравнения самых интенсивных пятен инфракрасного излучения с наиболее темными участками исследуемого региона в созвездии Волопаса.
Экспериментальный результат был сопоставлен с теоретическими модельными расчетами интенсивности инфракрасного излучения, полученными для двух первоначальных вариантов. В первом вариантепредлагалось искать удаленные молодые галактики, источники инфракрасного фонового излучения, а во втором варианте — попытаться найти близкие, но слабо светящиеся тусклые галактики. И вот сравнение данных "Спитцера" с модельными расчетами оказалось очень продуктивным!
Было выявлено, что наблюдаемое свечение безусловно превосходит модельные оценки фонового излучения первых галактик, рожденных ранней Вселенной. Их число невелико, в оптическом диапазоне они просматриваются очень слабо, а в инфракрасном излучении их проявления также весьма невнятно. Наблюдаемые величины тысячекратно превосходят полученную теоретически в модельных расчетах интенсивность инфракрасного излучения ранних галактик. Проверка теории о близких и слабо светящихся галактиках также не выявила хорошего совпадения с данными.
Модельные расчеты такого варианта дают расчетную величину фона инфракрасного излучения в десять раз меньшую, чем наблюдаемая. "Идея не слишком далеких тусклых галактик лучше стыкуется с результатами наблюдений, но и она ошибочна, — рассуждает астроном Эдвард Райт из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США), один из соавторов работы. — Она расходится с данными наблюдений в десять раз, а гипотеза "далеких галактик" — примерно в тысячу".
Для объяснения реальных величин излучения ученые предложили свою оригинальную идею, связанную с одиночными звездами, населяющими галактическое гало. Эти звезды-сироты, или изгнанницы, могли создать разреженный звездный фон гало, поскольку трансформации галактик безусловно имели место. При столкновениях галактик часть их звездного состава в результате гравитационного взаимодействия могла приобретать большие скорости (например, в процессах типа гравитационного маневра) и уноситься в пределы галактического гало.
Покинув свою галактику, звезда остается в гораздо более просторном объеме галактического гало из темной материи, значительно более протяженного и массивного (в десятки и более раз), чем центральные части галактических систем. В Млечном Пути также есть неординарные высокоскоростные звезды. Их выявлено около тысячи, это гиперскоростные звезды, и они составляют всего лишь 0,000001 процента звездного состава, но их огромные скорости, составляющие примерно 1000 километров в секунду могут быть обусловлены совсем иными причинами.
Итак, астрономы подсчитали, что изгнанных в галактическое гало одиночных звезд, оказавшихся вне своих галактик, может быть примерно 0,1 процента от обычных. Но если ускользает даже одна звезда на тысячу, то только из Млечного Пути может убегать до сотен миллионов светил, которые и могут обеспечить фоновое инфракрасное излучение.