Космический оптический фон объяснили светом далеких галактик

Автоматическая станция New Horizons провела с большой точностью прямые измерения уровня космического оптического фона в Поясе Койпера. Оказалось, что полученный результат можно объяснить суммарным излучением всех фоновых галактик. Статья опубликована в The Astrophysical Journal.

Космический оптический фон включает в себя излучение от всех источников подобного излучения за пределами Млечного Пути с момента их первого появления в эпоху Реионизации. Основной вклад в него дают различные звездные популяции в галактиках, а также активные галактические ядра. Точные измерения этого фона и его сравнение с суммарным излучением известных популяций галактик может позволить выявить дополнительные диффузные источники излучения. Однако во внутренней части Солнечной системы провести такие наблюдения мешает зодиакальный свет, возникающий из-за рассеяния солнечного света межпланетной пылью.

Группа астрономов во главе с Марком Постманом (Marc Postman) из Научного института космического телескопа в Балтиморе опубликовала результаты измерения интенсивности космического оптического фона при помощи камеры LORRI (Long-range Reconnaissance Imager) станции New Horizons, которая исследует сейчас Пояс Койпера. Это самая удаленная от Земли действующая камера (57 астрономических единиц), что делает влияние на наблюдения зодиакального света минимальным. Наблюдения велись на длинах волн от 0,4 до 0,9 микрометра для 16 участков неба на высоких галактических широтах, чтобы уменьшить влияние рассеянного света от ярких звезд и диффузного излучения от Млечного Пути.

Ученые оценили со статистической значимостью 6,8 сигма уровень космического оптического фона в 11,16 нановатта на стерадиан на квадратный метр для опорной длины волны 0,608 микрометра. Этот результат получен с учетом вклада рассеянного света от ярких звезд и галактик, рассеянного пылью излучения Млечного Пути на переднем плане и слабого фонового излучения тусклых источников Млечного Пути. Он существенно (на 32 процента) меньше, чем предыдущая оценка, которая недоучитывала влияние рассеянного излучения переднего плана. Исследователи также подтвердили, что влияние на наблюдения LORRI зодиакального света тоже было пренебрежимо мало.

Практически весь полученный результат может быть объяснен полной интенсивностью излучения от фоновых галактик, существовавших от эпохи Реионизации до наших дней. Все еще есть возможность немного скорректировать количество галактик или допустить существование некоторых аномальных источников, однако в общем плане оценки количества галактик, уровня затухания испущенных далекими активными ядрами галактик гамма-квантов сверхвысоких энергий (это следствие существования космического оптического фона) и измеренной интенсивности космического оптического фона наконец-то сошлись на высоком уровне точности.

Об открытиях New Horizons на Плутоне мы рассказывали в материале «Плуто, ко мне».