Отдаленные вспышки звездообразования освещают наше небо, жалко что мы не можем их увидеть

 Первые результаты телескопа, поднятого аэростатом на высоту в 30 километров над Антарктидой, пролили свет на основной источник астрономического фона – видимого и невидимого электромагнитного излучения проникающего повсюду.

Телескоп BLAST перед запуском. Аэростат, который поднимет инструмент на высоту в 30 километров (что бы убрать атмосферные искажения) справа.

Космическое длинноволновое инфракрасное фоновое излучение (FIRB), впервые обнаруженное в середине 1990-ых ныне не существующим спутником COBE (COsmic Background Explorer – исследователь космического фонового излучения), очень объёмно и мало заметно - длина волны его фотонов слишком велика, чтобы быть видимыми человеческому глазу. (Инфракрасное излучение имеет большую длину волны, чем видимый свет, а длинноволновое инфракрасное излучение является длинноволновой частью этого спектра). Вдобавок к этому атмосфера Земли непрозрачна к большой части спектра FIRB, затрудняя заключительную идентификацию его источника наземными телескопами.

В 2006 году исследуя инфракрасный и субмиллиметровый диапазон волн из стратосферы, Balloon-borne Large Aperture Submillimeter Telescope (BLAST) (светосильный субмиллиметровый телескоп аэростатного базирования) смог работать с этим обильным фоном и подтвердить то что его источником являются энергичные галактики производящие звезды, большинство из которых находятся на расстоянии во многие миллиарды световых лет. Обычно такие галактики оптически затенены саваном из пыли. Свет этих энергичных галактик поглощается пылью, которая нагревается и повторно излучает его в инфракрасном диапазоне.

FIRB является «огромным игроком в энергетике вселенной», - считает космолог Марк Девлин (Mark Devlin) из университета Пенсильвании, основной учёный программы FIRB и главный автор исследования изданного на прошлой неделе в журнале Nature. По его мнению, энергия космического длинноволнового инфракрасного фонового излучения примерно эквивалентна всему оптическому фону — всему тому, что мы можем видеть на заднем плане неба в видимых длинах волн. "Различие лишь в том, что в оптическом диапазоне мы можем направить свой взгляд и увидеть, откуда идёт свет, звезда ли это, галактика, мы всегда можем связать фон с отдельными объектами", - считает Девлин.

Источник инфракрасного фона не был "огромной тайной", отмечает учёный, однако источник не возможно определить без специализированного поиска, такого как был проведён в рамках программы BLAST. Телескоп регистрировал фотоны с длиной волны в 250, 350 и 500 микронов (длинноволновый инфракрасный и субмиллиметровый диапазоны волн), что немного выше пика интенсивности FIRB (приблизительно 200 микронов), а космический телескоп НАСА Спитцер обеспечил дополнительные космические наблюдения на более коротких инфракрасных длинах волны (микрон - одна миллионная метра). Возле источника пик излучения от этих галактик с вспышками звёздообразования приходится приблизительно на 100 микрон, однако с прохождением сквозь расширяющуюся вселенную протяженностью в миллиарды лет длина волны растягивается (так называемое красное смещение) и излучение переходит в длинноволновую инфракрасную и субмиллиметровую область.

С этим набором данных учёные смогли определить сотни отдельных источников и сделать заключение, что молодые, энергичные галактики ранней вселенной обеспечивают большую часть FIRB. "Теперь мы знаем некоторые детали истории", - говорит он.

Эта история помогает осветить основные модели того, как формируются звезды и галактики. "FIRB глубоко связан с формированием звезды, и соответственно с формированием галактики", - рассказывает соавтор исследования Энцо Паскале (Enzo Pascale), космолог Кардиффского университета в Уэльсе. По его словам, такое формирование структуры является одним из наименее определенных аспектов развития вселенной. "Понимание того, как галактики сформировались в нашей вселенной,- считает он, - требует изучение света, который они излучали во время формирования. Этот свет и есть FIRB".

Ян Смаил (Ian Smail), астрофизик из университета Дарема в Англии, написавший сопровождающий комментарий в журнале Nature, соглашается с мнением учёных, отмечая, что один из основных параметров в теоретических моделях формирования галактики это «сколько света излучалось от всех звезд, которые когда-либо формировались». Чтобы найти, это число, добавляет Смаил: "мы должны учитывать половину [света], которая отсутствует в оптическом и почти инфракрасном диапазоне, так как он был поглощён пылью".

По материалам Scientific American