Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 23.07.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Кризис недопроизводства фотонов: откуда идет лишний ультрафиолет

Кризис недопроизводства фотонов: откуда идет лишний ультрафиолет
shortstoryf

Некоторые ученые утверждают, что в нашей вселенной все же что-то может быть не так. По их мнению, существует огромный дефицит ультрафиолетового излучения. Под дефицитом они понимают отношение предполагаемого ультрафиолета к тому, что мы наблюдаем на самом деле. Дело в том, что между галактиками и их скоплениями существуют обширные пространства пустоты, соединенные узкими ручейками водорода и гелий. Исследователи научились использовать эти нитки газа в качестве «экспонометров». Недавние исследования утверждают, что количество света приходящего от известного числа галактик, не достаточно для того, чтобы объяснить поведение межгалактического водорода. Различие в теории и в действительности может составлять ошеломляющие 400 процентов.

«Это — как будто вы находитесь в большой, ярко освещенной комнате, но посмотрев по сторонам вы видите только несколько лампочек на 40 ватт. Откуда приходит весь остальной свет, кто его источник?», — Джуна Коллмайер, автор работы.

Распределение водорода

Компьютерное моделирование межгалактического распределения водорода в слабо освещенной ультрафиолетом вселенной (слева) и сильно освещенной вселенной (справа). В правой модели присутствует в пять раз больше активных фотонов, которые разрушают нейтральные водородные атомы. Наблюдения телескопа Хаббл соответствуют право картина, а учет только известных астрономических источников ультрафиолетового света сохраняет намного более толстые космические структуры слева. В этих двух вариантах и заключается несоответствие. Источник: Ben Oppenheimer and Juna Kollmeier

Удивительно то, что это несоответствие проявляет себя только в местном хорошо изученном космическом пространстве. Когда внимание телескопов устремляется на галактики, удаленные на миллиарды световых лет от нас (а потому демонстрируют состояние вселенной миллиарды лет в прошлом), все выглядит вполне правдоподобно. Тот факт, что в ранней вселенной все складывается хорошо, а в нашей нет, как раз и является озадачивающим для ученых. Рассматриваемый свет состоит из очень энергетически сильных ультрафиолетовых фотонов, которые в состоянии преобразовать электрически нейтральные атомы в электрически заряженные ионы. Известны два основных источника таких фотонов — квазары — галактики с супермассивными черными дырами — и самые молодые горячие звезды. Наблюдения показывают, что ионизирующие фотоны молодых звезд почти всегда поглощаются газом в их собственной галактике, таким образом, они никак не могут повлиять на распределение межгалактического водорода. Остаются только квазары, но их число намного ниже, чем необходимо, чтобы произвести весь наблюдаемый ультрафиолет. Так в чем проблема?

«Или наши расчеты и модели об излучении галактик и квазаров далеки от действительности, или есть некий другой, причем основной, источник ионизирующих фотонов, который мы никогда ранее не наблюдали. Мы даже назвали этот недостающий свет «кризис недопроизводства фотонов. Но если судить строго — это все мы астрономы сейчас в кризисе, вселенная же себя чувствует хорошо», — продолжает Коллмайер.

Впервые это несоответствие проявило себя во время сравнения моделирования межгалактического газа на суперкомпьютере с новыми данными анализа наблюдений с помощью спектрографа на телескопе Хаббл.

«Моделирование очень хорошо соответствует данным по ранней вселенной, и оно соответствует нашему времени, если мы предполагаем, что помимо галактик существует и еще какой-то источник ультрафиолетового излучения. Возможно, наше моделирование вообще не соответствует действительности, что само по себе было бы удивительным, поскольку межгалактический водород является компонентом вселенной, который мы изучили лучше всех. Самое удивительно, что недостающие фотоны, скорее всего, действительно приходят из таинственного неизвестного источника, не от квазаров и не от галактик», — Бен Оппенгеймер, соавтор работы.

Так, например, в этом процессе может быть замешана пресловутая таинственная темная материя, которая соединяет галактики в группы, но никогда ранее не фиксировалась. Она могла самостоятельно распасться и в конечном счете излучить этот ультрафиолет.

«Знаете, это действительно кризис, раз уж мы стали говорить о распаде темной материи, не увидев ее саму. Но разница в 400 процентов это не просто случайность! Это даже не погрешность. Это говорит нам о том, что во вселенной действительно что-то не так. Могу с уверенностью сказать, пока мы поняли точно только одну вещь: то, что мы считали правильным, на самом деле не правильно», — Дэвид Вайнберг из Университета штата Огайо.

По информации Института Карнеги.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google