Mystisk kall rand förbryllar astronomer i kosmisk bakgrund
En udda kall region i den kosmiska mikrovågsbakgrunden, känd som Cold Spot, fortsätter att förvirra forskare trots år av studier. Upptäckt för över ett decennium sedan framstår denna anomalitet kallare än sin omgivning och kan antyda storskaliga strukturer i universum. Forskare är fortfarande osäkra på dess orsak, med teorier som sträcker sig från statistiska slumpmässigheter till massiva tomrum.
Den kosmiska mikrovågsbakgrunden (CMB) är det svaga skenet som återstår från Big Bang och ger en ögonblicksbild av det tidiga universum. Inom denna enhetliga strålning identifierade astronomer en udda egenskap 2007: Cold Spot, en cirkulär fläck på cirka 5 grader i bredd i stjärnbilden Eridanus. Denna region är ungefär 70 mikrokelvin kallare än den genomsnittliga CMB-temperaturen på 2,725 kelvin, en avvikelse som sticker ut mot den förväntade enhetligheten.
De initiala observationerna kom från NASAs Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP)-satellit, som kartlade CMB i detalj från 2001. Anomalin bekräftades och förfinades av Europeiska rymdorganisationens Planck-satellit, som sjösattes 2009, vars data med högre upplösning visade Cold Spots skarpa kanter och interna struktur. Som en forskare noterade i en New Scientist-analys: 'Det finns en udda rand i universum och vi vet fortfarande inte varför', vilket belyser den pågående mystiken.
Flera förklaringar har föreslagits. En ledande teori antyder att Cold Spot orsakas av den integrerade Sachs-Wolfe-effekten, där fotoner från CMB passerar genom ett enormt supervoid – en region med färre galaxer och mindre materia – vilket får dem att förlora energi och verka kallare. Uppskattningar placerar detta potentiella Eridanus-supervoid på cirka 1,8 miljarder ljusår i diameter, vilket gör det till en av de största kända strukturerna. Att bekräfta ett sådant void är dock utmanande, eftersom det ligger miljarder ljusår bort och kräver djupa undersökningar av avlägsna galaxer.
Alternativa idéer inkluderar en kosmisk textur eller en bubbelkollision från det tidiga universum, även om dessa förblir spekulativa. Statistikanalyser tyder på Cold Spots sällsynthet: i en standard kosmologisk modell bör en sådan egenskap inträffa endast en gång i 50 slumpmässiga himlar. Nya studier, inklusive de som använder Plancks fulla dataset från 2018, har inte löst debatten, med vissa artiklar som hävdar att det kan vara en sällsynt men naturlig fluktuation.
Implikationerna är betydande för kosmologin. Om kopplat till ett supervoid utmanar Cold Spot modellerna för kosmisk strukturformation och indikerar potentiellt en klumpigare materiefördelning än förutsagt. Omvänt, om det är en slump, understryker det gränserna för nuvarande observationer. Pågående teleskopinsatser, som de från Atacama Cosmology Telescope, syftar till att undersöka djupare, men för närvarande kvarstår randen som ett enigmatiskt märke på universums forntida ljus.