Det er få øyeblikk mer betagende enn å stå under en strålende stjernehimmel. Melkeveien, innpakket over i et kosmisk ark med farger og mønstre, antyder også at det er mer enn som møter øyet.
De fleste av oss lengter etter disse mørke nettene, langt borte fra bylysene. Men en ny studie antyder at universet er litt også mørk.
De store rekkevidden av tomt rom er overbrudd av filamenter av hydrogen og helium. Men det er en kobling mellom hvor lys den store skalaen av universet forventes å være og hvor lys den faktisk er.
I en fersk studie fant et team av astronomer ledet av Juna Kollmeier fra Carnegie Institute for Science at lyset fra kjente populasjoner av stjerner og kvasarer ikke er nær nok til å forklare observasjoner av intergalaktisk hydrogen.
I et sterkt opplyst univers vil intergalaktisk hydrogen lett bli ødelagt av energiske fotoner, noe som betyr at bilder av storskala-strukturen faktisk vil virke svakere. Mens det i et svakt univers er færre fotoner som ødelegger det intergalaktiske hydrogenet, og bilder vil fremstå lysere.
Hubble-romteleskopets observasjoner av den store strukturen viser et sterkt opplyst univers. Men superdatasimuleringer som bare bruker de kjente kildene til ultrafiolett lys, produserer et svakt opplyst univers. Forskjellen er en imponerende 400 prosent.
Observasjoner indikerer at de ioniserende fotonene fra varme, unge stjerner nesten alltid blir absorbert av gass i vertsgalaksen, slik at de aldri slipper for å påvirke intergalaktisk hydrogen. Den nødvendige skyldige kan være det kjente antallet kvasarer, som er langt lavere enn nødvendig for å produsere det nødvendige lyset.
Enten er vår bokføring av lyset fra galakser og kvasarer veldig langt borte, eller så er det noen andre viktige kilder til ioniserende fotoner som vi aldri har gjenkjent, sier Kollmeier i en pressemelding. “Vi kaller dette manglende lys for fotonundersøkelseskrise. Men det er astronomene som er i krise - på en eller annen måte klarer universet seg helt fint. ”
Merkelig nok opptrer dette misforholdet bare i det nærliggende, relativt godt studerte kosmos. I det tidlige universet legger alt seg opp.
"Simuleringene passer dataene vakkert i det tidlige universet, og de passer perfekt til de lokale dataene hvis vi får anta at dette ekstra lyset virkelig er der," sa medforfatter Ben Oppenheimer fra University of Colorado. "Det er mulig at simuleringene ikke reflekterer virkeligheten, noe som i seg selv vil være en overraskelse, fordi intergalaktisk hydrogen er den delen av universet som vi tror vi forstår best."
Så astronomer prøver å belyse det manglende lyset.
"Den mest spennende muligheten er at de manglende fotonene kommer fra en eksotisk ny kilde, ikke galakser eller kvasarer i det hele tatt," sa medforfatter Neal Katz fra University of Massachusetts i Amherst.
Teamet utforsker disse nye kildene med kraft. Det er mulig at det kan være en uoppdaget bestand av kvasarer i det nærliggende universet. Eller mer eksotisk, fotonene kunne lages fra ødeleggende mørk materie.
"Det gode med et 400 prosent avvik er at du vet at noe virkelig er galt," sa medforfatter David Weinberg fra Ohio State University. "Vi vet fremdeles ikke sikkert hva det er, men minst en ting vi trodde vi visste om dagens univers er ikke sant."
Resultatene ble publisert i The Astrophysical Journal Letters og er tilgjengelige online.
