Las mediciones de New Horizons arrojan nueva luz sobre la oscuridad del universo
¿Qué tan oscuro es el espacio profundo? Los astrónomos podrían haber respondido finalmente a esta antigua pregunta aprovechando las capacidades y la posición distante de la sonda espacial New Horizons de la NASA, al realizar las mediciones más precisas y directas jamás realizadas de la cantidad total de luz que genera el universo.
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| Recreación artística de la sonda espacial New Horizons de la NASA con el espacio profundo como telón de fondo. A más de 7.300 millones de kilómetros de la Tierra, New Horizons atraviesa una región del sistema solar lo suficientemente alejada del Sol como para ofrecer los cielos más oscuros disponibles para cualquier telescopio existente, y para proporcionar un punto de observación único desde el que medir el brillo general del universo distante. El carril de nuestra galaxia, la Vía Láctea, se ve al fondo. Créditos: Obra de arte, NASA, APL, SwRI, Serge Brunier (ESO), Marc Postman (STScI), Dan Durda |
Más de 18 años después de su lanzamiento y nueve años después de su histórica exploración de Plutón, New Horizons se encuentra a más de 5.400 millones de millas (7.300 millones de kilómetros) de la Tierra, en una región del sistema solar lo suficientemente alejada del Sol como para ofrecer los cielos más oscuros disponibles para cualquier telescopio existente, y para proporcionar un punto de observación único desde el cual medir el brillo general del universo distante.
"Si levantas la mano en el espacio profundo, ¿cuánta luz emite el universo sobre ella?", se pregunta Marc Postman, astrónomo del Space Telescope Science Institute de Baltimore y autor principal de un nuevo artículo que detalla la investigación, publicado hoy en The Astrophysical Journal . "Ahora tenemos una buena idea de lo oscuro que es realmente el espacio. Los resultados muestran que la gran mayoría de la luz visible que recibimos del universo se generó en galaxias. Es importante destacar que también descubrimos que no hay evidencia de niveles significativos de luz producida por fuentes que los astrónomos no conocen actualmente".
Los hallazgos resuelven un enigma que ha desconcertado a los científicos desde la década de 1960, cuando los astrónomos Arno Penzias y Robert Wilson descubrieron que el espacio está invadido por una fuerte radiación de microondas, que se había predicho que era un remanente de la creación del propio universo. Este resultado les valió el Premio Nobel. Posteriormente, los astrónomos también encontraron evidencia de fondos de rayos X, rayos gamma y radiación infrarroja que también llenan el cielo.
La detección del fondo de luz "ordinaria" (o visible), más formalmente llamado fondo óptico cósmico o COB, proporcionó una manera de sumar toda la luz generada por las galaxias durante la vida del universo antes de que el Telescopio Espacial Hubble y el Telescopio Espacial James Webb de la NASA pudieran ver directamente las débiles galaxias de fondo.
En la era de los telescopios Hubble y James Webb, los astrónomos miden el COB para detectar luz que podría provenir de fuentes distintas a las galaxias conocidas. Pero medir la emisión total de luz del universo es extremadamente difícil desde la Tierra o desde cualquier lugar del sistema solar interior.
"Se ha intentado medirlo directamente una y otra vez, pero en nuestra parte del sistema solar hay demasiada luz solar y polvo interplanetario reflejado que dispersa la luz en una niebla que oscurece la tenue luz del universo distante", dijo Tod Lauer, coinvestigador de New Horizons, astrónomo del NOIRLab de la National Science Foundation en Tucson, Arizona, y coautor del nuevo artículo. "Todos los intentos de medir la fuerza del COB desde el sistema solar interior sufren grandes incertidumbres".
La sonda New Horizons ha recorrido miles de millones de kilómetros más allá de los planetas, ahora en las profundidades del Cinturón de Kuiper y en dirección al espacio interestelar. A finales del verano pasado, desde una distancia 57 veces mayor del Sol que la de la Tierra, New Horizons escaneó el universo con su cámara de reconocimiento de largo alcance (LORRI), recopilando dos docenas de campos de imágenes independientes. El propio LORRI estaba protegido intencionalmente del Sol por el cuerpo principal de la nave espacial (evitando que incluso la luz solar más tenue entrara directamente en la sensible cámara) y los campos de imágenes se colocaron lejos del disco brillante y el núcleo de la Vía Láctea y las estrellas brillantes cercanas.
Los observadores de New Horizons utilizaron otros datos, tomados en el infrarrojo lejano por la misión Planck de la Agencia Espacial Europea, de campos con un rango de densidad de polvo para calibrar el nivel de esas emisiones en el infrarrojo lejano al nivel de la luz visible ordinaria. Esto les permitió predecir y corregir con precisión la presencia de luz de la Vía Láctea dispersa por el polvo en las imágenes del COB, una técnica de la que no dispusieron durante una prueba de observación del COB de 2021 con New Horizons en la que subestimaron la cantidad de luz dispersa por el polvo y sobreestimaron el exceso de luz del propio universo.
Pero esta vez, después de tener en cuenta todas las fuentes de luz conocidas, como las estrellas de fondo y la luz dispersada por delgadas nubes de polvo dentro de la Vía Láctea, los investigadores encontraron que el nivel restante de luz visible era totalmente consistente con la intensidad de la luz generada por todas las galaxias durante los últimos 12.600 millones de años.
"La interpretación más simple es que el COB se debe completamente a las galaxias", dijo Lauer. "Si miramos más allá de las galaxias, encontramos oscuridad y nada más".
"Este trabajo recién publicado es una importante contribución a la cosmología fundamental y realmente algo que sólo podría hacerse con una nave espacial tan lejana como New Horizons", dijo el investigador principal de New Horizons, Alan Stern, del Southwest Research Institute en Boulder, Colorado. "Y demuestra que nuestra actual misión extendida está haciendo importantes contribuciones científicas que van mucho más allá de la intención original de esta misión planetaria diseñada para realizar las primeras exploraciones espaciales cercanas de Plutón y los objetos del Cinturón de Kuiper".
Lanzada en enero de 2006, New Horizons realizó el reconocimiento histórico de Plutón y sus lunas en julio de 2015, antes de brindar a la humanidad su primera mirada de cerca a un bloque de construcción planetario y objeto del Cinturón de Kuiper, Arrokoth, en enero de 2019. New Horizons se encuentra ahora en su segunda misión extendida, obteniendo imágenes de objetos distantes del Cinturón de Kuiper, caracterizando la heliosfera exterior del Sol y haciendo importantes observaciones astrofísicas desde su punto de vista incomparable en las regiones más lejanas del sistema solar.
El Laboratorio de Física Aplicada (APL) de Johns Hopkins, en Laurel (Maryland), construyó y opera la nave espacial New Horizons y gestiona la misión para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA. El Southwest Research Institute, con sede en San Antonio y Boulder (Colorado), dirige la misión a través del investigador principal Alan Stern y lidera el equipo científico, las operaciones de carga útil y la planificación científica del encuentro. New Horizons forma parte del programa New Frontiers de la NASA, gestionado por el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville (Alabama).
Contacto con los medios
Michael Buckley
Johns Hopkins
Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad, Laurel, Maryland
Instituto Científico del Telescopio Espacial Ray Villard , Baltimore, Maryland
Contacto Científico
Marc Postman
Instituto Científico del Telescopio Espacial, Baltimore, Maryland
Enlaces y documentos relacionados
- Artículo científico: El artículo científico de Marc Postman et al., PDF (2,42 MB)
- La sonda New Horizons responde a la pregunta: ¿Qué tan oscuro es el espacio?
Publicado en HubbleSite de la NASA el 28 de agosto del 2024, enlace publicación.
