Hubble entdeckt gespenstisches Leuchten, das unser Sonnensystem umgibt

Stellen Sie sich vor, Sie gehen nachts in ein Zimmer, machen alle Lichter aus und schließen die Jalousien. Doch ein unheimliches Leuchten kommt von den Wänden, der Decke und dem Boden. Das schwache Licht reicht kaum aus, um Ihre Hände vor Ihrem Gesicht zu sehen, aber es bleibt bestehen.

Klingt wie eine Szene aus „Ghost Hunters“? Nein, für Astronomen ist dies das einzig Wahre. Aber etwas zu suchen, das fast nichts ist, ist nicht einfach. Astronomen durchsuchten 200.000 Archivbilder des Hubble-Weltraumteleskops und führten Zehntausende von Messungen an diesen Bildern durch, um nach verbleibendem Hintergrundglühen am Himmel zu suchen.

Wie beim Ausschalten der Lichter in einem Raum, subtrahierten sie das Licht von Sternen, Galaxien, Planeten und dem Tierkreislicht. Überraschenderweise blieb ein gespenstisches, schwaches Leuchten zurück. Es entspricht dem gleichmäßigen Licht von zehn Glühwürmchen, die über den gesamten Himmel verteilt sind.

Wo kommt das her?

Eine mögliche Erklärung ist, dass eine Staubhülle unser Sonnensystem bis hin zu Pluto umhüllt und das Sonnenlicht reflektiert. Der Anblick von Staub in der Luft, der von Sonnenstrahlen eingefangen wird, ist keine Überraschung, wenn Sie das Haus reinigen. Aber das muss einen exotischeren Ursprung haben. Da das Leuchten so gleichmäßig verteilt ist, sind die wahrscheinliche Quelle unzählige Kometen – frei fliegende staubige Schneebälle aus Eis.

Sie fallen aus allen Richtungen auf die Sonne zu und stoßen Staub aus, während das Eis aufgrund der Sonnenwärme sublimiert. Wenn dies wirklich der Fall wäre, wäre dies ein neu entdecktes architektonisches Element des Sonnensystems. Es blieb unsichtbar, bis sehr fantasievolle und neugierige Astronomen und die Kraft von Hubble auftauchten.

Abgesehen von einem Teppich aus glitzernden Sternen und dem Schein des zu- und abnehmenden Mondes sieht der Nachthimmel für den zufälligen Beobachter tintenschwarz aus. Aber wie dunkel ist dunkel?

Um dies herauszufinden, beschlossen Astronomen, in einem ehrgeizigen Projekt namens SKYSURF 200.000 Bilder des Hubble-Weltraumteleskops der NASA zu sortieren und Zehntausende von Messungen an diesen Bildern vorzunehmen, um nach Resten des Hintergrundglühens am Himmel zu suchen. Dies wäre alles übrig gebliebene Licht nach Abzug des Leuchtens von Planeten, Sternen, Galaxien und von Staub in der Ebene unseres Sonnensystems (Zodiakallicht genannt).

Als die Forscher diese Bestandsaufnahme abschlossen, fanden sie einen äußerst winzigen Lichtüberschuss, der dem gleichmäßigen Leuchten von 10 Glühwürmchen entspricht, die über den gesamten Himmel verteilt sind. Das ist, als würde man in einem Raum mit Fensterläden alle Lichter ausschalten und immer noch ein unheimliches Leuchten vorfinden, das von den Wänden, der Decke und dem Boden kommt.

Die Forscher sagen, dass eine mögliche Erklärung für dieses Restglühen darin besteht, dass unser inneres Sonnensystem eine dünne Staubkugel von Kometen enthält, die aus allen Richtungen in das Sonnensystem fallen, und dass das Leuchten Sonnenlicht ist, das von diesem Staub reflektiert wird. Wenn es real ist, könnte diese Staubhülle eine neue Ergänzung der bekannten Architektur des Sonnensystems sein.

Diese Idee wird durch die Tatsache gestützt, dass ein anderes Team von Astronomen im Jahr 2021 Daten der NASA-Raumsonde New Horizons verwendete, um auch den Himmelshintergrund zu messen. New Horizons flog 2015 an Pluto und 2018 an einem kleinen Objekt des Kuipergürtels vorbei und macht sich nun auf den Weg in den interstellaren Raum. Die Messungen von New Horizons wurden in einer Entfernung von 4 bis 5 Milliarden Meilen von der Sonne durchgeführt. Dies liegt weit außerhalb des Bereichs der Planeten und Asteroiden, wo es keine Kontamination durch interplanetaren Staub gibt.

New Horizons hat etwas schwächeres entdeckt, das anscheinend von einer weiter entfernten Quelle stammt, als Hubble entdeckte. Die Quelle des von New Horizons gesehenen Hintergrundlichts bleibt ebenfalls ungeklärt. Es gibt zahlreiche Theorien, die vom Zerfall dunkler Materie bis zu einer riesigen, unsichtbaren Population entfernter Galaxien reichen.

„Wenn unsere Analyse richtig ist, gibt es eine weitere Staubkomponente zwischen uns und der Entfernung, in der New Horizons Messungen durchgeführt hat. Das bedeutet, dass dies eine Art zusätzliches Licht ist, das aus dem Inneren unseres Sonnensystems kommt“, sagte Tim Carleton von der Arizona State University (ASU).

„Da unsere Messung des Restlichts höher ist als bei New Horizons, glauben wir, dass es sich um ein lokales Phänomen handelt, das nicht weit außerhalb des Sonnensystems liegt. Es könnte ein neues Element im Inhalt des Sonnensystems sein, das angenommen, aber nicht quantitativ gemessen wurde bis jetzt“, sagte Carleton.

Der erfahrene Hubble-Astronom Rogier Windhorst, ebenfalls von der ASU, hatte zuerst die Idee, Hubble-Daten zu sammeln, um nach einem „Geisterlicht“ zu suchen.

„Mehr als 95 % der Photonen in den Bildern aus Hubbles Archiv stammen aus Entfernungen von weniger als 3 Milliarden Meilen von der Erde. Seit den Anfängen von Hubble haben die meisten Hubble-Benutzer diese Himmelsphotonen verworfen, da sie an den schwachen diskreten Objekten interessiert sind in Hubbles Bildern wie Sterne und Galaxien“, sagte Windhorst. „Aber diese Himmelsphotonen enthalten wichtige Informationen, die dank Hubbles einzigartiger Fähigkeit, schwache Helligkeitsstufen während seiner drei Jahrzehnte langen Lebensdauer mit hoher Präzision zu messen, extrahiert werden können.“

Eine Reihe von Doktoranden und Studenten im Grundstudium trugen zum Projekt SKYSURF bei, darunter Rosalia O’Brien, Delondrae Carter und Darby Kramer von der ASU, Scott Tompkins von der University of Western Australia, Sarah Caddy von der Macquarie University in Australien und viele andere.

Die Forschungsarbeiten des Teams sind in veröffentlicht Das Astronomische Journal und Die Briefe des astrophysikalischen Journals.