Astronomowie cofnęli się w czasie, aby znaleźć coś, co wygląda na populację ukrytych galaktyk, które mogą posiadać klucz do odkrycia niektórych tajemnic Wszechświata.
Jeśli ich istnienie zostanie potwierdzone, skutecznie złamie te obecne modele liczby galaktyk i ich ewolucji.
Prawdopodobne galaktyki mogą również stanowić brakujący element układanki dotyczącej generowania energii we Wszechświecie w podczerwieni.
Wynika to z faktu, że ich połączone światło wystarczyłoby do uzupełnienia bilansu energetycznego Wszechświata do maksimum, które obserwujemy, skutecznie rozliczając całą pozostałą emisję energii na tych długościach fal.
Prawdopodobne dowody na istnienie galaktyk zostały wykryte na najgłębszym w historii obrazie Wszechświata w dalekiej podczerwieni, który obejmuje prawie 2000 odległych galaktyk i został stworzony przez zespół naukowców kierowany przez STFC RAL Space i Imperial College London.
Dr Chris Pearson ze STFC RAL Space jest głównym autorem jednego z dwóch artykułów opublikowanych w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 10 kwietnia 2025 roku.
Powiedział: Ta praca pchnęła naukę z Obserwatorium Herschela do absolutnej granicy, badając znacznie poniżej tego, co normalnie możemy dostrzec i potencjalnie ujawniając zupełnie nową populację galaktyk, które przyczyniają się do najsłabszego światła, jakie możemy zaobserwować we Wszechświecie.
Zespół odpowiedzialny za badania stworzył swój głęboki obraz Wszechświata, układając 141 obrazów jeden na drugim, wykorzystując dane z instrumentu SPIRE w Obserwatorium Kosmicznym Herschela, która trwała od 2009 do 2013 roku.
Powstałe w ten sposób Ciemne Pole Herschel-SPIRE jest najgłębszym w historii obrazem nieba w dalekiej podczerwieni – pięciokrotnie głębszym niż poprzednia najgłębsza obserwacja Herschela i co najmniej dwukrotnie głębszym niż jakikolwiek inny obszar nieba obserwowany przez teleskop.
Umieszczenie obrazów jeden na drugim pozwoliło astronomom zobaczyć najbardziej zakurzone galaktyki, w których powstaje najwięcej nowych gwiazd w kosmosie.
Umożliwiło im to również śledzenie zmian liczby galaktyk w zależności od ich jasności oraz zmierzenie wkładu każdej z nich w całkowity bilans energetyczny Wszechświata.
Obraz był jednak tak głęboki i wykryto na nim tak wiele galaktyk, że poszczególne obiekty zaczęły się zlewać i stawały się nie od odróżnienia od siebie.
Według Thomasa Varnisha, doktoranta z Massachusetts Institute of Technology (MIT) i głównego autora drugiego artykułu, sprawiło to, że wydobycie informacji stało się wyzwaniem.
Zastosowaliśmy techniki statystyczne, aby obejść to zatłoczenie, analizując najbardziej rozmyte części obrazu, aby zbadać i modelować podstawowy rozkład galaktyk, których nie można indywidualnie dostrzec na oryginalnym obrazie – powiedział Varnish.
To, co znaleźliśmy, było możliwym dowodem na istnienie zupełnie nowej, nieodkrytej populacji słabych galaktyk ukrytych w rozmyciu obrazu, zbyt słabych, aby mogły zostać wykryte konwencjonalnymi metodami w oryginalnej analizie.
Jeśli zostanie to potwierdzone, ta nowa populacja skutecznie złamie wszystkie nasze obecne modele dotyczące liczby galaktyk i ich ewolucji.
Naukowcy mają teraz nadzieję potwierdzić istnienie potencjalnej nowej grupy galaktyk za pomocą teleskopów pracujących w innych zakresach długości fal.
Ich celem jest rozszyfrowanie natury tych słabych, zakurzonych obiektów i ich znaczenia w wielkim schemacie ewolucji naszego Wszechświata.
Dr Pearson powiedział: Kiedy patrzymy na światło gwiazd przez teleskop optyczny, jesteśmy w stanie odczytać tylko połowę historii naszego Wszechświata, druga połowa jest ukryta, przesłonięta przez otaczający pył.
W rzeczywistości około połowa energii wyjściowej Wszechświata pochodzi ze światła gwiazd, które zostało pochłonięte przez pył i ponownie wyemitowane jako chłodniejsze promieniowanie podczerwone. Aby w pełni zrozumieć ewolucję naszego Wszechświata, musimy obserwować niebo zarówno w świetle optycznym, jak i w podczerwieni o większej długości fali.
Kosmiczne Obserwatorium Herschela miało za zadanie obserwować Wszechświat w podczerwieni, a jego instrument SPIRE obejmował najdłuższe fale.
Jak każdy instrument naukowy w kosmosie, również SPIRE wymagał regularnych obserwacji w celu kalibracji i rutynowo co miesiąc, przez cały okres trwania czteroletniej misji, wpatrywał się w pojedynczy skrawek ciemnego nieba.
Herschel utrzymał rekord największego na świecie teleskopu kosmicznego pracującego w podczerwieni, aż do wystrzelenia Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba w 2021 roku.
Astrofizyk z Imperial College London, dr David Clements, który również brał udział w badaniach, dodał: Wyniki te pokazują, jak cenne jest archiwum Herschela.
Wciąż uzyskujemy świetne nowe wyniki ponad 10 lat po tym, jak satelita przestał działać.
Jednak to, czego nie możemy uzyskać, to więcej danych na tych długościach fal, aby śledzić te fascynujące nowe wyniki. W tym celu potrzebujemy misji dalekiej podczerwieni nowej generacji, Probe far-Infrared Mission for Astrophysics (PRIMA), która jest obecnie proponowana NASA.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
RAS
