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| El oscuro cielo nocturno, visto desde el Parque Nacional Arches en Utah (Crédito de la imagen: Pascal Fraboul / EyeEm vía Getty Images) |
Observaciones de New Horizons sobre el fondo óptico cósmico
Usamos los datos existentes del New Horizons Long-range Reconnaissance Imager (LORRI) para medir el brillo del cielo en la banda óptica (0,4 lesssim λ lesssim 0,9 μm) dentro de siete campos de alta latitud galáctica. El nivel medio bruto medido mientras New Horizons estaba a 42-45 UA del Sol es de 33,2 ± 0,5 nW m-2 sr-1. Esto es ~10× tan oscuro como el cielo más oscuro accesible al Telescopio Espacial Hubble, destacando la utilidad de New Horizons para detectar el fondo óptico cósmico (COB). Para aislar la contribución del COB al total bruto fue necesario restar la luz dispersa de las estrellas y galaxias brillantes, las estrellas débiles por debajo del límite de detección fotométrica dentro de los campos y la luz difusa de la Vía Láctea dispersada por los cirros infrarrojos. Eliminamos la luz zodiacal residual recién identificada de los mapas de todo el cielo de IRIS 100 μm para generar dos estimaciones diferentes de la luz galáctica difusa. Utilizando éstas se obtuvo una detección altamente significativa del COB en el rango de 15,9 ± 4,2 (1,8 est., 3,7 sys.) nW m-2 sr-1 a 18,7 ± 3,8 (1,8 est., 3,3 sys.) nW m-2 sr-1 en la longitud de onda de pivote de LORRI de 0,608 μm. La sustracción de la luz integrada de las galaxias más débiles que el límite de detección fotométrica del nivel total del COB dejó un componente de flujo difuso de origen desconocido en el rango de 8,8 ± 4,9 (1,8 stat., 4,5 sys.) nW m-2 sr-1 a 11,9 ± 4,6 (1,8 stat., 4,2 sys.) nW m-2 sr-1. Explicarlo con galaxias no detectadas requiere la suposición de que la pendiente del extremo débil del recuento de galaxias se acentúa notablemente en V > 24 o que los estudios existentes no detectan la mitad de las galaxias con V < 30.Hutchinson-Smith dijo que esta contradicción, conocida en los círculos de la física y la astronomía como la paradoja de Olbers, puede ser explicada por la teoría de la expansión del espacio-tiempo - la idea de que "debido a que nuestro universo se está expandiendo más rápido que la velocidad de la luz ... la luz de las galaxias distantes podría estar estirándose y convirtiéndose en ondas infrarrojas, microondas y ondas de radio, que no son detectables por nuestros ojos humanos". Y como son indetectables, parecen oscuras (negras) a simple vista.
Miranda Apfel, que también es estudiante graduada de astronomía y astrofísica en la UCSC, coincidió con Hutchinson-Smith. "Las estrellas emiten luz en todos los colores, incluso en los que no son visibles para el ojo humano, como el ultravioleta o el infrarrojo", dijo a Live Science. "Si pudiéramos ver las microondas, todo el espacio brillaría". Apfel dijo que esto se debe a que el fondo cósmico de microondas -la energía luminosa del Big Bang que fue dispersada por los protones y electrones existentes durante el universo primitivo- todavía llena todo el espacio.
Otra razón por la que el espacio interestelar e interplanetario parece oscuro es que el espacio es un vacío casi perfecto. Recordemos que el cielo de la Tierra es azul porque las moléculas que componen la atmósfera, entre ellas el nitrógeno y el oxígeno, dispersan gran parte de las longitudes de onda azules y violetas componentes de la luz visible procedente del sol en todas las direcciones, incluso hacia nuestros ojos. Sin embargo, en ausencia de materia, la luz viaja en línea recta desde su origen hasta el receptor. Dado que el espacio es un vacío casi perfecto -lo que significa que tiene muy pocas partículas- no hay prácticamente nada en el espacio entre las estrellas y los planetas que pueda dispersar la luz hacia nuestros ojos. Y al no llegar la luz a los ojos, estos la ven negra.
Dicho esto, un estudio de 2021 publicado en The Astrophysical Journal sugiere que el espacio podría no ser tan negro como los científicos pensaban en un principio. Gracias a la misión New Horizons de la NASA a Plutón y el Cinturón de Kuiper, los investigadores han podido ver el espacio sin la interferencia de la luz de la Tierra o el Sol. El equipo examinó las imágenes tomadas por la nave espacial y sustrajo toda la luz de las estrellas conocidas, la Vía Láctea y las posibles galaxias, así como cualquier luz que pudiera haberse filtrado debido a las peculiaridades de la cámara. Descubrieron que la luz de fondo del universo seguía siendo dos veces más brillante de lo previsto.
Las razones del brillo adicional, que siguen siendo desconocidas, serán el centro de futuros estudios. Hasta entonces, una cosa parece probable: El espacio podría ser más "carbón" que negro.
Fuentes: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/abc881/meta