HST OBJEVIL PŮVOD VIDITELNÉHO SVĚTLA VE VESMÍRU

Fluktuace extragalaktického pozadí

Analýza snímku Hubble Deep Field: Michael S. Vogeley, Princeton University Observatory

Statistická analýza nerozlišeného světla na tzv "Hlubokém snímku" z HST - Hubble Deep Field (HDF) silně naznačuje na možné zdroje optického extragalaktického světla pozadí - Extragalactic Background Light (EBL). Toto svědectví je klíčové pro určování spektra EBL, protože ohlášené horní limity optického EBL jsou několikrát větší než povrchová jasnost od detekovaných galaxií. To naznačuje možnou dodatečnou populaci galaxií. Pro ověření byl použit statistický popis a bylo možné odhadnout auto, křížové a barvené korelace "oblohy" v HDF, která zůstává po odstranění objektů jasnějších než 30 mag. Auto a křížové korelace povrchové jasnosti vyšší než ve V 606 nm a I 814 nm jsou dobře fitovány wn . 10-6(n/1'')-0.6 až do 10''.

Toto měření potom dává vazbu na pozorování oblohy v malých měřítcích; na analýzovaných mělčích snímcích pak budou dominantní galaxie, které jsou nyní detekované na HDF.

HST objevil původ viditelného světla ve vesmíru

Dr. Michael S. Vogeley, Princeton University Observatory, Princeton, NJ
JoAnn Gutin, Princeton University , Office of Communications, Princeton, NJ
Ray Villard, Space Telescope Science Institute, Baltimore, MD

Podrobná prohlídka nejdetailnějšího snímku, který pořídil Kosmický dalekohled, známého jako "Hubble Deep Field" ukázala, že slabé galaxie mohou vysvětlit většinu viditelného světla, které k nám přichází z vesmíru. M. S. Vogeley z Princeton University Observatory oznámil, 'Zdá se, že jsme blízko vyřešení problému "součtu celkového světla" přicházejícího z vesmíru'. "Mimořádná vyrovnanost pozadí oblohy naznačuje, že většina viditelného světla přichází z vesmíru od galaxií, které Kosmický dalekohled může detekovat."

Tyto výsledky přednesl Dr. Vogeley na 181 setkání Americké astronomické společnosti ve Washingtonu.

Hubble Deep Field (HDF), snímek získaný v roce 1995, kdy HST po dva týdny pozoroval jedno místo na obloze, zachytil galaxie, které jsou miliardkrát slabší než ty, které můžeme spatřit pouhým okem. Vogeley zkoumal zdánlivě prázdné místo, které se nachází mezi slabými galaxiemi. Zjistil, že na zdánlivě prázdném místě jsou jemné vlnky, které představují ještě další galaxie.

Vogeley říká, "Tak jako velké vlny vyžadují hluboký oceán, mohou velké variace jasnosti pozadí oblohy naznačovat velké množství dodatečného světla od nedetekovaných galaxií." Objevili jsme pouze jemné variace. Mezi slabými galaxiemi se pozadí oblohy mění o méně než desetinu procenta a to v rámci regionu který je jen jedna miliontina plochy, jakou představuje Měsíc."

Měření fluktuací pozadí oblohy je velmi komplikované, protože zde i malé změny citlivosti kamery na HST mohou způsobit stejný efekt jako slabé galaxie. Nový přístroj na HST, Advanced Camera for Surveys (na Kosmický dalekohled bude instalován během servisní mise raketoplánu v r. 1999) bude schopen měřit jasnost oblohy přesněji.

Identifikace všech zdrojů viditelného světla je rozhodující krok pro pochopení historie vzniku hvězd a vývoje galaxií. Pokud astronomové předpokládají že v době, kdy stáří vesmíru byla asi polovina současného, vesmír prošel fází formace hvězd a záření od zrodu nových hvězd budeme nyní detekovat jako viditelné světlo.

"Důležitý úkol pro kosmology je pochopit původ záření kosmického pozadí na všech vlnových délkách," říká D. T. Wilkinson, Princeton University Physics Department. "Nyní, kdy se zdá, že měříme viditelnou složku, je důležité určit její původ. Vogeleyho práce naznačuje, že většina viditelného světla z vesmíru pochází z galaxií podobných těm, jaké zaznamenal HDF a ne od stále slabších galaxií." "Je to významný pokrok v mapování toho, co náš vesmír obsahuje," říká J. E. Peebles of the Princeton University Physics Department. "

Astronomové se vždy zabývali otázkou, zda v rámci dosahu našich dalekohledů je obsažena část nebo dokonce většina vesmíru." komentuje Neil deGrasse Tyson z American Museum of Natural History, oddělení astrofyziky. "Nyní můžeme vytvářet teorie o vzniku vesmíru s dodáním odhadu, že právě takové množství galaxií chybí, když se díváme na oblohu nejdokonalejšími optickými dalekohledy." Rebecca A. Bernsteinová z Carnegie Observatories použila nedávno data z pozemských dalekohledů a HST k měření průměrné jasnosti celkového množství světla, které k Zemi přichází z oblastí mimo naši Galaxii.

Nejistota v tomto obtížném měření dává možnost, že tato průměrná jasnost může být mnohem větší než světlo od detekovaných slabých galaxií. Oznámení našich výsledků naznačuje, že světla pozadí není velký nadbytek.

Otázkou stále zůstává, kolik přesně slabších galaxií by HST zachytil. Existovat může i více galaxií, ale k tomu, aby významně přispěly k podílu viditelného světla pozorovaného ze Země jsou buď příliš slabé nebo příliš vzdálené. Analýza HDF také nezahrnuje mnoho skrytých galaxií a galaxií s extrémními rudými posuvy, kdy se záření od nich přesouvá do infračervených délek. V plánech NASA je nová generace Kosmického dalekohledu, který nám umožní pozorovat vesmír v době, kdy jeho stáří bylo jen zlomkem současného věku, tím že bude zkoumat infračervené záření.

LEVÝ OBRÁZEK: Tento snímek ve falešných barvách je detail HDF a ukazuje oblast na obloze o velikosti strany pouhých 41 obloukových vteřin (čtyřicetina velikosti Měsíce). Červená místa odpovídají galaxiím a hvězdám, které HST detekoval. Nejmenší červená místa jsou galaxie čtyři miliardkrát slabší než může pozorovat lidské oko.

PRAVÝ OBRÁZEK: Existují ještě slabší galaxie než na levém snímku? K ověření, zda mezi galaxiemi, které HST zachytil jsou další, jsme detekované galaxie odstranili a snímek vyhladili. Barevná škála se zesílila desetkát. Oblasti, odkud byly galaxie a hvězdy odstraněny se jeví jako šedá místa. Červené oblasti na snímku odpovídají proměnné jasnosti oblohy, které jsou desetkrát menší než červená místa na prvním snímku. Statistická analýza ukazuje, že barevná proměnnost na tomto snímku zahrnuje nová rudá místa, která odpovídají spíše šumu než slabším galaxiím. Proto HST pravděpodobně detekoval většinu světla slabých galaxií. Tyto snímky byly představeny na setkání Americké astronomické společnosti ve Washingtonu 7. ledna 1998.

Foto kredit: Dr. Michael S. Vogeley, Princeton University Observatory Přístup přes Internet: http://www.astro.princeton.edu/ ~vogeley/aas98.html

(podle informací STScI z 7. 1. 1998 připravil DH)