Quão escuro é o espaço profundo? Os astrônomos podem finalmente ter respondido a essa pergunta de longa data explorando as capacidades e a localização atual da nave espacial New Horizons da NASA. Esta é a mesma nave que visitou o planeta dwaf Plutão em 2015. A NASA disse em 28 de agosto que usou a New Horizons para fazer:
? as medições mais precisas e diretas já feitas da quantidade total de luz que o universo gera.
Mais de 18 anos após seu lançamento da Terra e nove anos após sua exploração histórica de Plutão, a New Horizons está a mais de 5,4 bilhões de milhas (7,3 bilhões de km) da Terra. Ela está em uma região do sistema solar longe o suficiente do sol para oferecer os céus mais escuros disponíveis para qualquer telescópio existente. E sua localização fornece um ponto de vista único para medir o brilho geral do universo distante.
Marc Postman é astrônomo do Space Telescope Science Institute em Baltimore e autor principal de um novo artigo detalhando a pesquisa, publicado em 28 de agosto de 2024 no periódico The Astrophysical Journal, revisado por pares. Postman comentou:
Se você levantar sua mão no espaço profundo, quanta luz o universo emite sobre ela? Agora temos uma boa ideia de quão escuro o espaço realmente é. Os resultados mostram que a grande maioria da luz visível que recebemos do universo foi gerada em galáxias. Mais importante, também descobrimos que não há evidências de níveis significativos de luz produzidos por fontes não conhecidas atualmente pelos astrônomos.Nosso universo escuro
As descobertas resolvem um quebra-cabeça que deixa os cientistas perplexos desde a década de 1960. Foi quando os astrônomos Arno Penzias e Robert Wilson descobriram que o espaço é permeado por forte radiação de micro-ondas, que havia sido prevista como remanescente da criação do próprio universo. Esse resultado os levou a ganhar o Prêmio Nobel. Posteriormente, os astrônomos também encontraram evidências de fundos de raios X, raios gama e radiação infravermelha que também preenchem o céu.
Detectar o fundo da luz “comum” (ou visível) – mais formalmente chamada de fundo óptico cósmico, ou COB – forneceu uma maneira de somar toda a luz gerada pelas galáxias ao longo da vida do universo antes que o Telescópio Espacial Hubble da NASA e o Telescópio Espacial James Webb pudessem ver as tênues galáxias de fundo diretamente.
Na era dos telescópios Hubble e James Webb, os astrônomos mediam o COB para detectar luz que poderia vir de outras fontes além dessas galáxias conhecidas. Mas medir a saída total de luz do universo é extremamente difícil da Terra ou de qualquer lugar no sistema solar interno.
Tod Lauer é um co-investigador da New Horizons e astrônomo do National Science Foundation NOIRLab em Tucson, Arizona. Ele é co-autor do novo artigo. Lauer disse:
As pessoas tentaram repetidamente medi-lo diretamente, mas em nossa parte do sistema solar, há muita luz solar e poeira interplanetária refletida que espalha a luz em uma névoa nebulosa que obscurece a luz fraca do universo distante. Todas as tentativas de medir a força do COB do sistema solar interno sofrem de grandes incertezas.
Um trabalho para a New Horizons:
Entre na New Horizons, bilhões de milhas ao longo de sua jornada além dos planetas, agora nas profundezas do Cinturão de Kuiper e indo em direção ao espaço interestelar. No final do verão passado, de uma distância 57 vezes maior do sol do que a Terra, a New Horizons examinou o universo com seu Long Range Reconnaissance Imager (LORRI), coletando duas dúzias de campos de imagem separados. O próprio LORRI foi intencionalmente protegido do sol pelo corpo principal da espaçonave. Isso impediu que até mesmo a luz solar mais fraca entrasse diretamente na câmera sensível. E os campos alvo foram posicionados longe do disco brilhante e do núcleo da Via Láctea e das estrelas brilhantes próximas.
Os observadores da New Horizons usaram outros dados, obtidos no infravermelho distante pela missão Planck da Agência Espacial Europeia, de campos com uma variação na densidade de poeira para calibrar o nível dessas emissões no infravermelho distante para o nível da luz visível comum. Isso permitiu que eles previssem e corrigissem com precisão a presença de luz da Via Láctea espalhada pela poeira nas imagens do COB. É uma técnica que não estava disponível para eles durante uma execução de observação de teste do COB em 2021 com a New Horizons, na qual eles subestimaram a quantidade de luz espalhada pela poeira e superestimaram o excesso de luz do próprio universo.
Mas desta vez, depois de contabilizar todas as fontes conhecidas de luz, como estrelas de fundo e luz espalhada por finas nuvens de poeira dentro da Via Láctea, os pesquisadores descobriram que o nível restante de luz visível era totalmente consistente com a intensidade da luz gerada por todas as galáxias nos últimos 12,6 bilhões de anos. Lauer disse:
A interpretação mais simples é que o COB é completamente devido às galáxias. Olhando para fora das galáxias, encontramos escuridão lá e nada mais.
Contribuindo para a cosmologia:
O pesquisador principal da New Horizons, Alan Stern, do Southwest Research Institute em Boulder, Colorado, disse:
Este trabalho recém-publicado é uma contribuição importante para a cosmologia fundamental e realmente algo que só poderia ser feito com uma nave espacial distante como a New Horizons. E mostra que nossa atual missão estendida está fazendo contribuições científicas importantes muito além da intenção original desta missão planetária projetada para fazer as primeiras explorações espaciais próximas de Plutão e objetos do Cinturão de Kuiper.
Publicado em 03/09/2024 14h54
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