Em julho de 2015, a sonda New Horizons da NASA fez história quando se tornou a primeira missão a realizar um sobrevôo de Plutão. Em seguida, a espaçonave fez o primeiro encontro com um Objeto do Cinturão de Kuiper (KBO) – conhecido como Arrokoth (AKA 2014 MU69) – em 31 de dezembro de 2018. Além disso, sua posição única no Sistema Solar exterior permitiu aos astrônomos conduzir operações científicas raras e enriquecedoras.
Isso incluiu medições de paralaxe de Proxima Centauri e Wolf 359, as duas estrelas mais próximas do Sistema Solar.
Além disso, uma equipe de astrônomos liderados pelo National Optical Astronomy Observatory (NOAO) e Southwest Research Institute (SwRI) usou dados de arquivo do Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) da sonda para realizar medições do Cosmic Optical Background (COB).
O estudo, que foi recentemente aceito para publicação pelo The Astrophysical Journal, foi liderado por Tod R. Lauer, da NOAO. Ele foi acompanhado por Alan Stern (o PI da missão New Horizons) e pesquisadores do SwRI, NASA, Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins (JHUAPL), Instituto de Ciência do Telescópio Espacial (STSI), Instituto Lunar e Planetário (LPI ), o Instituto SETI e várias universidades e instituições.
Simplificando, o COB é a luz de todas as fontes fora da Via Láctea que se espalha difusamente por todo o Universo observável.
Nesse sentido, é o análogo em luz visível do Cosmic Microwave Background (CMB), e é uma referência importante para os astrônomos. Ao medir essa luz, eles são capazes de discernir a localização das estrelas, o tamanho e a densidade das galáxias e testar teorias sobre a estrutura e formação do cosmos.
Medir o COB com precisão é importante por vários motivos. Para começar, este pano de fundo é parte integrante da história da formação de estrelas, aglomerados de estrelas, galáxias, buracos negros, aglomerados de galáxias e a estrutura em grande escala do Universo.
Portanto, saber exatamente o quão escuro está o céu noturno pode fornecer uma visão sobre a formação e evolução do Universo.
Além disso, os astrônomos procuraram determinar se havia um componente difuso no COB (dCOB), uma fonte de fótons não associada a nenhum objeto conhecido atualmente.
A presença de tal componente permitiria aos astrônomos testar quanto da luz cósmica de fundo poderia estar vindo de objetos nas regiões de baixa densidade do Universo, ou objetos que se formaram antes da organização do Universo em seus padrões atuais.
Um dCOB também pode refletir a produção de fótons por processos mais exóticos, como a aniquilação ou decadência de partículas de matéria escura – auxiliando, portanto, na busca contínua por essa massa “invisível”.
Infelizmente, esses tipos de estudos apresentam numerosos desafios, uma vez que os telescópios baseados na Terra estão sujeitos à distorção atmosférica e os telescópios espaciais têm que lidar com a interferência da Luz Zodiacal.
Como resultado, houve sérias discrepâncias no brilho inferido do fundo óptico ao longo do tempo.
Mas para espaçonaves do Sistema Solar externo, esses tipos de interferência não são um problema. Daí porque os astrônomos confiaram em todas as missões anteriores que se aventuraram além de Netuno para realizar medições COB – ou seja, as missões Pioneer 10/11 e Voyager 1/2.
Da mesma forma, o Telescópio Espacial Hubble também realizou medições do COB, mas estas foram limitadas em comparação com o que a New Horizons foi capaz de testemunhar.
Como Lauer, que é um ex-membro da equipe Hubble Wide Field e Planetary Camera, disse à Universe Today por e-mail:
“A New Horizons pode medir com clareza o fluxo total de luz emitido pelo Universo distante. O Hubble é excelente em somar todas as galáxias distantes, mas não se sai tão bem com coisas fora das galáxias que formam um fundo difuso, que se confunde com a luz solar espalhada que saltou pela poeira no ambiente próximo à Terra.”
Curiosamente, esta não é a primeira vez que astrônomos usaram dados do LORRI para medir o COB.
Em 2017, uma equipe liderada pela NASA examinou os dados do LORRI de quatro diferentes campos do céu isolados que foram fotografados entre 2007 e 2010. Isso coincidiu com a fase de cruzeiro da New Horizons, onde passou entre as órbitas de Júpiter e Urano.
Para fins deste estudo, Lauer e sua equipe examinaram os níveis de brilho observados pelo LORRI de sete campos de alta latitude galáctica quando a missão New Horizons estava de 42 a 45 UA do Sol.
A esta distância, os níveis médios de luz bruta eram 10 vezes mais escuros do que o Hubble foi capaz de observar. Depois de corrigir qualquer interferência remanescente, a equipe executou uma simulação de Monte Carlo para modelar fontes potenciais de luz.
A partir disso, eles foram capazes de discernir a presença de um componente difuso de origem desconhecida, possivelmente causado pela presença de galáxias fracas que permanecem não detectadas.
Como Lauer e seus colegas concluíram, isso sugere que o censo atual sobre galáxias fracas é insuficiente e pelo menos metade daquelas com um nível de magnitude aparente de 30 ou mais estão desaparecidos.
Esta não é a primeira vez nos últimos anos em que o censo galáctico teve de ser revisado. Até alguns anos atrás, os astrônomos tinham um consenso geral de que havia 200 bilhões de galáxias no Universo observável.
Isso foi baseado na campanha de observação Hubble Ultra Deep Field, a partir da qual os astrônomos criaram mapas 3D detalhados do Universo.
Mas, em cálculos revisados em 2016, os astrônomos agora estimam que existem até dois trilhões de galáxias no Universo observável. Com base nesses resultados mais recentes, parece que a contagem pode precisar ser atualizada novamente.
Independentemente disso, o trabalho de Lauer e seus colegas demonstra a utilidade de missões como New Horizons e os tipos de pesquisa que podem realizar no Sistema Solar exterior.
Publicado em 23/11/2020 01h34
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