Gambar di sebelah kiri menunjukkan sebagian dari langit kita, yang disebut bidang Boötes, dalam cahaya inframerah, sedangkan gambar di sebelah kanan menunjukkan cahaya inframerah latar belakang misterius yang ditangkap oleh Spitzer Space Telescope NASA di wilayah langit yang sama. Kredit: NASA / JPL-Caltech
Apa yang menyebabkan pancaran radiasi misterius yang terlihat di seluruh langit oleh teleskop inframerah? Jawabannya mungkin terletak pada kombinasi konsep yang relatif baru di bidang astronomi, dan agak kontroversial juga. Bintang-bintang jahat yang telah diusir dari galaksi dapat tertanam dalam lingkaran cahaya materi gelap yang telah diteorikan untuk mengelilingi galaksi. Sementara lingkaran gelap materi ini sebelumnya hanya terdeteksi secara tidak langsung dengan mengamati efek gravitasi mereka, mereka juga dapat memegang sumber cahaya latar belakang radiasi misterius.
"Cahaya latar belakang inframerah di langit kita telah menjadi misteri besar," kata Asantha Cooray dari University of California di Irvine, penulis utama penelitian baru yang diterbitkan hari ini di jurnal Nature. “Kami memiliki bukti baru bahwa cahaya ini berasal dari bintang-bintang yang hidup di antara galaksi. Secara individual, bintang-bintang terlalu samar untuk dilihat, tetapi kami pikir kami melihat cahaya kolektif mereka. "
Cahaya kolektif berasal dari "interhalo" lingkaran cahaya materi gelap yang meliputi Semesta, dan mungkin menjawab pertanyaan besar mengapa jumlah cahaya yang diamati melebihi jumlah cahaya yang dipancarkan dari galaksi yang diketahui.
“Galaksi ada di lingkaran cahaya materi gelap yang jauh lebih besar dari galaksi; ketika galaksi terbentuk dan bergabung bersama, halo materi gelap semakin besar dan bintang-bintang dan gas tenggelam ke tengah-tengah halo, "kata Edward L. (Ned) Wright dari UCLA dan anggota tim yang menggunakan Spitzer Space Telescope untuk cari sumber cahaya inframerah. “Apa yang kami katakan adalah satu dari seribu bintang tidak melakukan itu dan malah didistribusikan seperti materi gelap. Anda tidak dapat melihat materi gelap dengan sangat baik, tetapi kami mengusulkan bahwa ia sebenarnya memiliki beberapa bintang di dalamnya - hanya sepersepuluh dari 1 persen dari jumlah bintang di bagian terang dari galaksi. Satu bintang dalam seribu akan dikeluarkan dari galaksi yang terlihat dan didistribusikan seperti materi gelap. ”
Gelap materi halo tidak sepenuhnya gelap, kata Wright. "Sebagian kecil, sepersepuluh persen, dari bintang-bintang di galaksi pusat telah menyebar ke halo, dan ini dapat menghasilkan fluktuasi yang kita lihat."
Dalam kelompok besar galaksi, para astronom telah menemukan persentase cahaya intra-halo yang jauh lebih tinggi, sebesar 20 persen, kata Wright.
Untuk penelitian ini, Cooray, Wright dan rekannya menggunakan Spitzer Space Telescope untuk menghasilkan peta inframerah dari suatu wilayah langit di konstelasi Boötes. Cahaya telah bepergian ke kita selama 10 miliar tahun.
"Agaknya cahaya dalam lingkaran cahaya ini terjadi di mana-mana di langit dan belum diukur di tempat lain," kata Wright, yang juga peneliti utama misi Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) NASA.
"Jika kita benar-benar dapat memahami asal usul latar belakang inframerah, kita dapat memahami kapan semua cahaya di alam semesta diproduksi dan berapa banyak yang dihasilkan," kata Wright. “Sejarah semua produksi cahaya di alam semesta dikodekan dalam latar belakang ini. Kami mengatakan fluktuasi dapat dihasilkan oleh tepi kabur galaksi yang ada pada saat yang sama ketika sebagian besar bintang diciptakan, sekitar 10 miliar tahun yang lalu. "
Lampu muncul di pola bernoda dalam gambar Spitzer.
Temuan baru bertentangan dengan studi yang keluar musim panas ini. Alexander "Sasha" Kashlinsky dari Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA dan timnya melihat bidang langit yang sama dengan Spitzer dan mengusulkan cahaya yang membuat pola yang tidak biasa datang dari bintang dan galaksi pertama.
Dalam studi baru, Cooray dan rekannya melihat data dari bagian langit yang lebih besar, yang disebut bidang Bootes, yang mencakup busur yang setara dengan 50 bulan penuh Bumi. Pengamatan ini tidak sepeka yang dari studi kelompok Kashlinsky, tetapi skala yang lebih besar memungkinkan peneliti untuk menganalisis lebih baik pola cahaya inframerah latar belakang.
“Kami melihat bidang Bootes dengan Spitzer selama 250 jam,” kata rekan penulis Daniel Stern dari NASA Jet Propulsion Laboratory di Pasadena, California. “Mempelajari latar belakang inframerah redup adalah salah satu tujuan utama survei kami, dan kami merancang dengan cermat pengamatan untuk langsung menjawab pertanyaan penting dan menantang tentang apa yang menyebabkan cahaya latar belakang. "
Tim menyimpulkan pola cahaya dari sinar inframerah tidak konsisten dengan teori dan simulasi komputer dari bintang dan galaksi pertama. Para peneliti mengatakan cahaya itu terlalu terang dari galaksi pertama, yang diperkirakan tidak sebesar atau sebanyak galaksi yang kita lihat di sekitar kita saat ini. Sebaliknya, para ilmuwan mengusulkan teori baru untuk menjelaskan cahaya bernoda, berdasarkan teori "intracluster" atau "intrahalo" cahaya bintang.
Tim mengatakan penelitian lebih lanjut diperlukan untuk mengkonfirmasi temuan ini, menambahkan bahwa James Webb Space Telescope harus membantu.
"Visi inframerah tajam dari Teleskop James Webb akan dapat melihat beberapa bintang dan galaksi paling awal secara langsung, serta bintang-bintang yang tersesat mengintai di antara pinggiran galaksi terdekat," kata Eric Smith, wakil manajer program JWST di Markas Besar NASA di Markas Besar NASA. di Washington. "Benda-benda misterius yang membentuk cahaya inframerah latar belakang akhirnya bisa terbuka."
Sumber: NASA, UCLA
