Новое инфракрасное исследование телескопа «Хаббл» позволило нанести на карту 10 скоплений галактик возрастом до 10 миллиардов лет в поисках их так называемого «призрачного света». Этот свет — фоновое свечение, создаваемое звездами-сиротами, которые не принадлежат ни одной галактике и движутся в межгалактическом пространстве. Первые результаты показывают, что эти звезды образовались миллиарды лет назад, а не недавно, и могут помочь составить карту распределения темной материи.
Наше Солнце находится в звездной империи Млечного Пути, но многие звезды остались без звёздных семей.
Они находятся внутри гигантских скоплений, содержащих сотни или тысячи галактик, и гравитационно не связаны ни с одной из них. Если бы вокруг этих одиноких звезд вращались планеты, небо казалось бы им черным, как чернила, за исключением слабого свечения близлежащих галактик.
Свет от этих звезд, не относящихся ни к одной галактике, создает фоновое свечение, названное специалистами внутрикластерным светом и прозванное призрачным светом. Первые свидетельства этого космического фона, составляющего 1/10 000 часть свечения ночного неба, появились в 1951 году. Наблюдение сделал Фриц Цвикки в скоплении Кома. Собственно, скопление является одним из ближайших к Земле, поэтому Цвикки смог обнаружить призрачный свет с помощью телескопа диаметром всего 18 дюймов.
С помощью телескопа Хаббл легко обнаружить этот свет: недавно, сфотографировав скопления очень далеких галактик, показал, что миллиарды лет назад галактики теряли звезды гораздо легче, чем сегодня. Это было бы вызвано гравитационным притяжением, которое в то время было слабее из-за другой скорости убегания, вызванной космическим расширением, которое с тех пор ускорилось.
Исследование природы этого странного свечения и его свойств может предоставить учёным ценные сведения об образовании галактических скоплений. Это позволит, к примеру, составить карту тёмной материи.
Изучение космического телескопа Хаббл охватывает период десять миллиардов лет назад.
Недавний инфракрасный обзор Хаббла искал внутренний свет скоплений далеких галактик. Наблюдения показывают, что одиночные звезды блуждали в течение миллиардов лет. Это означает, что они не являются продуктом недавней активности внутри скоплений, которая могла бы отдалить их от галактик. Вероятно, звезды – результат очень древних процессов, возможно, связанных с самыми ранними светилами Вселенной.
Обзор Хаббла охватывает 10 скоплений галактик и почти 10 миллиардов световых лет. Благодаря положению телескопа в космосе стало возможным наблюдать напрямую призрачный свет в скоплениях и выделить его в инфракрасном диапазоне. На изображениях, где свет добавлен синим цветом для перевода данных Хаббла, можно увидеть чрезвычайно слабое свечение. Оно кажется регулярным распределением света от блуждающих звезд, рассеянных в скоплении. Эти звезды миллиарды лет назад покинули свои галактики и теперь дрейфуют в межгалактическом пространстве.
Учёные обнаружили, что процент света в скоплении относительно общего количества света сохраняется неизменным, если исследовать период за миллиарды лет. Эти звёзды лишились родительских тел на начальных этапах развития скопления. — говорит Джеймс Джи, исследователь из Университета Йонсей в Сеуле.
Что же делает звезды сиротами?
Ранее считалось, что звёзды могут покинуть место своего рождения при движении галактики сквозь межгалактический газ и пыль. Тяготение в этом случае выталкивает эти вещества из галактики. Но новое исследование Хаббла предполагает, что это не основной механизм «сироты», как считалось ранее. Доля призрачного света увеличивалась бы со временем, если сопротивление было главным фактором, а вместо этого она остаётся постоянной на протяжении миллиардов лет.
Текущие теории не могут объяснить результаты Джи. Похоже, что в ранней Вселенной звезды легко оказались без родительских галактик из-за слабого гравитационного притяжения. Изучая их, можно использовать как видимые следы темной материи, окружающей скопление. Если блуждающие звезды образовались относительно недавно между галактиками, у них не было бы достаточно времени рассеяться по гравитационному полю скопления. Если же, как считают специалисты Хаббла, звезды-сироты родились в первые годы жизни скопления, то они полностью рассеялись по межгалактической среде, что позволит астрономам составить карту распределения темной материи.
Новый метод дополняет традиционный способ картирования темной материи с помощью гравитационного линзирования. В будущем аппарат Джеймса Уэбба расширит возможности поиска бесхозных звезд и призрачного света в инфракрасном диапазоне, помогая разгадать тайну темной материи.