輝く星空の下に立つより息をのむような瞬間はほとんどありません。天の川は、色とパターンの宇宙のシートに包まれており、目に見えるもの以上のものがあることを示唆しています。
私たちのほとんどは、街の明かりから遠く離れたこれらの暗い夜を待ち望んでいます。しかし、新しい研究は宇宙が少しであることを示唆しています も 闇。
空の広大な範囲は、水素とヘリウムのフィラメントによって架橋されています。しかし、宇宙の大規模構造がどれほど明るいと予想されるかと、それが実際にどれほど明るいかとの間には分断があります。
最近の研究で、カーネギー科学研究所のジュナ・コルマイヤーが率いる天文学者のチームは、既知の星やクエーサーの集団からの光は、銀河間水素の観測を説明するには十分ではないことを発見しました。
明るく照らされた宇宙では、銀河間水素はエネルギーの高い光子によって簡単に破壊されます。つまり、大規模構造の画像は実際にはより暗く見えます。一方、薄暗い宇宙では、銀河間水素を破壊する光子は少なく、画像は明るく表示されます。
ハッブル宇宙望遠鏡による大規模構造の観測は、明るく照らされた宇宙を示しています。しかし、既知の紫外線光源のみを使用したスーパーコンピュータシミュレーションでは、薄暗い宇宙が生成されます。違いは驚くべき400％です。
観測により、高温の若い星からの電離光子はほとんど常にホスト銀河のガスに吸収されるため、銀河間水素に影響を与えるために逃げることはありません。必要な原因は既知の数のクエーサーである可能性があり、必要な光を生成するために必要な数よりもはるかに少ない。
「銀河とクエーサーからの光の説明が非常に離れているか、私たちが認識したことがない電離光子の主要な原因が他にもある」とプレスリリースでコルマイヤー氏は述べた。 「この欠けている光をフォトン不足生産危機と呼んでいます。しかし、危機に瀕しているのは天文学者です。どういうわけか、宇宙は順調に進んでいます。」
不思議なことに、このミスマッチは近くの比較的よく研究された宇宙でのみ現れます。初期の宇宙では、すべてが加算されます。
コロラド大学の共著者であるベンオッペンハイマー氏は、「シミュレーションは初期の宇宙のデータに美しくフィットし、この余分な光が本当にそこにあると仮定すると、ローカルデータに美しくフィットします」と語った。 「シミュレーションが現実を反映していない可能性があります。それ自体は驚きです。銀河間水素は、私たちが最もよく理解していると私たちが考える宇宙の構成要素だからです。」
そのため、天文学者は失われた光に光を当てようとしています。
「最もエキサイティングな可能性は、失われた光子が銀河やクエーサーではなく、いくつかのエキゾチックな新しいソースからのものであるということです」とマサチューセッツ大学アマースト校の共著者のニール・カッツは述べた。
チームはこれらの新しい情報源を精力的に調査しています。近くの宇宙に、発見されていないクエーサーの集団がいる可能性があります。あるいはもっと奇妙なことに、光子は暗黒物質を消滅させることから作成できます。
オハイオ州立大学の共同執筆者であるDavid Weinberg氏は、「400％の差異の素晴らしい点は、何かが本当に間違っていることを知っているということです」と語った。 「それが何であるかはまだわかりませんが、今日の宇宙について知っていると私たちが考えていた少なくとも1つのことが正しくありません。」
結果はThe Astrophysical Journal Lettersに掲載され、オンラインで入手できます。
