In Juli 2015 , NASAs Neue Horizonte Sonde schrieb Geschichte, als sie die erste Mission war, die einen nahen Vorbeiflug an Pluto durchführte. Es folgte die erste Begegnung der Raumsonde mit einem Kuipergürtel-Objekt (KBO) – bekannt als Arrokoth (aka. 2014 MU69) – on 31. Dezember 2018 . Darüber hinaus hat seine einzigartige Position im äußeren Sonnensystem es Astronomen ermöglicht, seltene und lukrative wissenschaftliche Operationen durchzuführen.
Dies hat enthalten Parallaxenmessungen von Proxima Centauri und Wolf 359, den beiden dem Sonnensystem am nächsten gelegenen Sternen. Darüber hinaus hat ein Team von Astronomen unter der Leitung des Nationales Observatorium für optische Astronomie (NOAO) und Südwestforschungsinstitut (SwRI) verwendete Archivdaten der Sonde Weitbereichs-Aufklärungs-Imager (LORRI) um Messungen des Cosmic Optical Background (COB) durchzuführen.
Die Studie, die kürzlich von . zur Veröffentlichung angenommen wurde Das Astrophysikalische Journal , wurde von Tod R. Lauer von der NOAO geleitet. Er wurde von Alan Stern (dem PI derNeue HorizonteMission) und Forscher des SwRI, der NASA, des Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (JHUAPL), des Space Telescope Science Institute (STSI), des Lunar and Planetary Institute (LPI), des SETI Institute und mehrerer Universitäten und Institutionen.
Allein in unserer Galaxie könnte es Billiarden von Nomadenplaneten geben – und sie könnten sogar in den intergalaktischen Raum geschleudert werden. Bildnachweis: ESO/S.Brunier
Einfach ausgedrückt, COB ist das Licht von allen Quellen außerhalb der Milchstraße, das sich diffus über das beobachtbare Universum verteilt. In diesem Sinne ist es das Analogon des sichtbaren Lichts des Kosmischer Mikrowellen-Hintergrund (CMB) und ist ein wichtiger Maßstab für Astronomen. Durch die Messung dieses Lichts können sie die Lage von Sternen, die Größe und Dichte von Galaxien erkennen und Theorien über die Struktur und Entstehung des Kosmos überprüfen.
Die genaue Messung des COB ist aus mehreren Gründen wichtig. Zunächst einmal ist dieser Hintergrund ein wesentlicher Bestandteil der Geschichte der Sternentstehung, der Sternhaufen, Galaxien, Schwarzen Löcher, Galaxienhaufen und der großräumigen Struktur des Universums. Daher kann die genaue Kenntnis der Dunkelheit des Nachthimmels Einblicke in die Entstehung und Entwicklung des Universums geben.
Darüber hinaus haben Astronomen versucht, festzustellen, ob der COB (dCOB) eine diffuse Komponente aufweist, eine Quelle von Photonen, die keinem derzeit bekannten Objekt zugeordnet ist. Das Vorhandensein einer solchen Komponente würde es Astronomen ermöglichen, zu testen, wie viel des kosmischen Hintergrundlichts von Objekten in den Regionen geringer Dichte des Universums stammen könnte oder von Objekten, die sich gebildet haben, bevor sich das Universum in seine aktuellen Muster organisiert hat.
Ein dCOB könnte auch die Produktion von Photonen durch exotischere Prozesse widerspiegeln, wie die Vernichtung oder den Zerfall von Teilchen der Dunklen Materie – und damit die fortlaufende Suche nach dieser „unsichtbaren“ Masse unterstützen. Leider stellen diese Arten von Studien zahlreiche Herausforderungen dar, da erdgestützte Teleskope atmosphärischen Verzerrungen unterliegen und weltraumgestützte Teleskope mit Interferenzen von Tierkreislicht .
Als Ergebnis gab es im Laufe der Zeit ernsthafte Diskrepanzen in der abgeleiteten Helligkeit des optischen Hintergrunds. Aber für Raumfahrzeuge im äußeren Sonnensystem sind solche Störungen kein Problem. Aus diesem Grund haben sich Astronomen auf alle früheren Missionen verlassen, die sich über Neptun hinaus gewagt haben, um COB-Messungen durchzuführen – d Pionier 10 / elf und Reise 1/2 Missionen.
Ebenso dieHubble-Weltraumteleskopführte auch Messungen des COB durch, aber diese waren im Vergleich zu dem begrenztNeue Horizontekonnte bezeugen. Als Lauer, ehemaliges Mitglied der Hubble Weitfeld- und Planetenkamera Team, sagte Universe Today per E-Mail:
„NH kann den gesamten Lichtstrom, der vom fernen Universum emittiert wird, sauber messen. Der Hubble ist hervorragend darin, alle entfernten Galaxien zu addieren, aber weniger gut für Dinge, die sich nicht in Galaxien befinden, die einen diffusen Hintergrund bilden, der sich mit dem gestreuten Sonnenlicht verfängt, das durch Staub in der erdnahen Umgebung herumgeworfen wird.“
Interessanterweise ist dies nicht das erste Mal, dass Astronomen LORRI-Daten zur Messung des COB verwenden. Im Jahr 2017 untersuchte ein von der NASA geleitetes Team LORRI-Daten von vier verschiedenen isolierten Himmelsfeldern, die zwischen 2007 und 2010 aufgenommen wurden. Dies fiel mit der Reisephase des NH zusammen, in der er zwischen den Umlaufbahnen von Jupiter und Uranus wechselte.
Die Lage der sieben LORRI-Felder, die in dieser Arbeit verwendet wurden. Quelle: Lauer, Tod, R. (et al.)
Für diese Studie untersuchten Lauer und sein Team die von LORRI beobachteten Helligkeitsstufen von sieben Feldern hoher galaktischer Breite, wenn dieNeue HorizonteMission war 42 bis 45 AE von der Sonne entfernt. Bei dieser Entfernung waren die durchschnittlichen Rohlichtstärken zehnmal dunkler als das, wasHubblebeobachten konnte. Nachdem alle verbleibenden Interferenzen korrigiert worden waren, führte das Team eine Monte-Carlo-Simulation durch, um die potenzielle Lichtquelle zu modellieren.
Daraus konnten sie das Vorhandensein einer diffusen Komponente unbekannter Herkunft erkennen, möglicherweise verursacht durch das Vorhandensein von schwachen Galaxien, die unentdeckt bleiben. Wie Lauer und seine Kollegen schlussfolgerten, würde dies darauf hindeuten, dass die aktuelle Zählung lichtschwacher Galaxien zu kurz kommt und mindestens die Hälfte derer mit einer scheinbaren Helligkeit von 30 oder mehr nicht berücksichtigt wird.
Dies ist nicht das erste Mal in den letzten Jahren, dass die galaktische Zählung überarbeitet werden musste. Bis vor wenigen Jahren waren sich Astronomen einig, dass es im beobachtbaren Universum 200 Milliarden Galaxien gibt. Dies basierte auf der Hubble Ultra Deep Field Beobachtungskampagne, aus der Astronomen detaillierte 3D-Karten des Universums erstellten.
Aber nach revidierten Berechnungen im Jahr 2016 schätzen Astronomen jetzt, dass es so viele gibt wie zwei Billionen Galaxien im beobachtbaren Universum. Basierend auf diesen neuesten Ergebnissen scheint es, als müsste die Zählung erneut aktualisiert werden. Unabhängig davon zeigt die Arbeit von Lauer und seinen Kollegen den Nutzen von Missionen wieNeue Horizonteund die Art der Forschung, die sie im äußeren Sonnensystem durchführen können.
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