Jak temný je vesmír? Astronomové možná konečně našli odpověď na tuto dlouho kladenou otázku. Využili totiž schopnosti i vzdálenou pozici americké sondy New Horizons, aby provedli ta nejpřesnější přímá měření všech dob zaměřená na celkové množství světla, které vesmír vytváří. Více než 18 let po svém startu a devět let po historickém průletu kolem trpasličí planety Pluto je sonda New Horizons vzdálená od země více než 7,3 miliardy kilometrů. Nachází se tak v části Sluneční soustavy, která je dostatečně daleko od Slunce, aby nabídla nejtemnější oblohu dostupnou pro jakýkoli existující teleskop. Poskytuje tak jedinečné pozorovací místo pro měření celkového jasu vzdáleného vesmíru.

„Kdybyste v hlubokém vesmíru natáhli ruku, jak moc by na ni dokázal vesmír posvítit?“ ptá se Marc Postman, astronom ze Space Telescope Science Institute v Baltimoru a hlavní autor nového vědeckého článku, který vyšel v časopise Astrophysical Journal a podrobně se věnuje tomuto výzkumu. „Nyní máme docela dobrou představu o tom, jak temný je vlastně vesmír. Výsledky ukazují, že výrazná většina viditelného světla, které zachytáváme z vesmíru, byla vytvořena v galaxiích. Důležité je také to, že jsme zjistili, že neexistují žádné důkazy o významném množství světla produkovaného zdroji, které astronomové zatím neznají,“ doplnil Postman.

Tyto poznatky řeší skládačku, která od 60. let motá hlavy několika generacím vědců. Tehdy astronomové Arno Penzias a Robert Wilson zjistili, že vesmír je doslova zaplaven silným mikrovlnným zářením, u kterého se předpokládá, že jde o pozůstatek po vzniku samotného vesmíru. Tyto objevy vedly svého času k udělení Nobelovy ceny. Následně astronomové odhalili důkazy o rentgenovém, gama a infračerveném pozadí, která také vyplňují oblohu. Detekce pozadí „běžného“ (tedy viditelného) světla, formálně označovaného jako COB (cosmic optical background – kosmické viditelné pozadí) umožnila sečíst veškeré světlo generované galaxiemi za celou dobu existence vesmíru dříve, než Hubbleův vesmírný dalekohled NASA a dalekohled Jamese Webba dokázaly slabé galaxie v pozadí pozorovat přímo.

V éře Hubbleova a Webbova teleskopu astronomové měří COB, aby detekovali světlo, které by mohlo pocházet z jiných zdrojů než z těchto známých galaxií. Jenže měření celkového množství světla vytvořeného vesmírem, se z okolí Země, ale i z celé vnitřní oblasti Sluneční soustavy provádí velmi složitě. „Lidé se znovu a znovu snažili o přímá měření, ale v naší části Sluneční soustavy je prostě příliš slunečního světla a meziplanetární prach rozptyluje světlo do okolí a vytváří něco jako mlhu, která brání sledování slabých zdrojů světla ze vzdálených končin vesmíru,“ vysvětluje Tod Lauer, zapojený do mise New Horizons, astronom z National Science Foundation NOIRLab v arizonském Tucsonu a spoluautor nového článku a dodává: „Všechny pokusy o měření intenzity COB z vnitřních částí Sluneční soustavy trpěly značnou nejistotou.“

A právě zde přichází na scénu sonda New Horizons, která na své dlouhé cestě opustila oblast planet, nyní prolétává Kuiperovým pásem a míří vstříc mezihvězdnému prostoru. Vloni v létě, když ji od Slunce dělila 57× větší vzdálenost, než je mezi Zemí a Sluncem, provedla New Horizons skenování svého okolí s využitím palubní kamery LORRI (Long Range Reconnaissance Imager) a pořídila snímky dvou tuctů oddělených snímkovacích polí. Samotná LORRI byla záměrně stíněna od slunečního svitu tělem sondy. Tím se podařilo zabránit i nejnepatrnějším zbytkům slunečního světla v přímém vstupu do citlivé kamery. Zmíněná cílová pole byla umístěna mimo jasný střed i disk Mléčné dráhy a blízké jasné hvězdy.

Vědci poté využili další data, která ve vzdálené infračervené části spektra pořídil evropský teleskop Planck. Konkrétně se jednalo o data zaměřená na pole s různou hustotou prachu, aby mohli vědci kalibrovat úroveň těchto emisí v infračerveném oboru na úroveň běžného viditelného světla. To jim umožnilo přesně předpovědět a korigovat přítomnost prachem rozptýleného světla Mléčné dráhy na snímcích pro COB. Jde o techniku, kterou neměli během testovacího pozorování COB s New Horizons v roce 2021 k dispozici. Tehdy podcenili množství prachem rozptýleného světla a nadhodnotili přebytečné světlo ze samotného vesmíru.

Tentokrát však díky započítání všech známých zdrojů světla, jako jsou hvězdy v pozadí a světlo rozptýlené na jemných oblacích prachu v Mléčné dráze, výzkumníci zjistili, že zbývající úroveň viditelného světla zcela odpovídá intenzitě světla generovaného všemi galaxiemi za posledních 12,6 miliardy let. „Nejjednodušší interpretací je, že COB mají kompletně na svědomí galaxie,“ říká Lauer a dodává: „Když se díváme mimo galaxie, najdeme tam prázdnotu, ve které není nic dalšího.“

„Tato nově publikovaná práce je důležitým příspěvkem k fundamentální kosmologii a skutečně něčím, co je možné provést pouze pomocí vzdálené sondy, jako je New Horizons,“ říká Alan Stern, hlavní řešitel mise New Horizons ze Southwest Research Institute v coloradském Boulderu a dodává: „Ukazuje také, že naše současná prodloužená mise přináší důležitý vědecký přínos daleko nad rámec původního záměru této planetární mise, jejímž cílem bylo provést první blízký průzkum Pluta a objektů Kuiperova pásu.“

Přeloženo z:
https://pluto.jhuapl.edu/

Zdroje obrázků:
https://pluto.jhuapl.edu/Galleries/Featured-Images/pics/NHAstro.png
https://noirlab.edu/public/media/archives/images/screen/ann21001a.jpg
http://sci.esa.int/science-e-media/img/61/Planck_CMB_Mollweide_625.jpg
https://www.jhuapl.edu/sites/default/files/inline-images/LORRI_Inline_2a%20%281%29.png
https://www.universetoday.com/…/2020/11/Screenshot_2020-11-16-2011-03052-pdf.jpg