Científicos de NOIRLab logran explicar la misteriosa luz de fondo del Universo

Nuevas mediciones con la sonda New Horizons de la NASA revelan que la luz difusa de la Vía Láctea es la razón por la que el Universo parece más brillante de lo esperado

28 Agosto 2024

¿Qué tan oscuro es el espacio profundo? En 2021, un equipo de astrónomos, entre ellos Tod Lauer de NOIRLab de NSF, financiado por la Fundación Nacional de Ciencias de EE.UU., intentó responder esta antigua pregunta aprovechando las capacidades y la posición distante de la nave espacial New Horizons [1] de la NASA, lo que les permitió realizar las mediciones más precisas y directas hasta ahora de la cantidad total de luz generada por el Universo. Los resultados mostraron que el Universo era más brillante de lo esperado, y el origen de esta misteriosa “luz extra” se transformó en una nueva interrogante. Ahora, gracias a nuevos y mejorados datos de New Horizons, el equipo [2] determinó que esta luz extra era, en realidad, consecuencia de la contaminación de la luz de primer plano.

Tras 18 años de su lanzamiento y nueve desde su histórica exploración de Plutón, New Horizons se encuentra a más de 7.300 millones de kilómetros de la Tierra, en una región del Sistema Solar tan alejada del Sol que ofrece los cielos más oscuros disponibles para cualquier telescopio existente. Su posición también proporciona un punto de observación privilegiado para medir el brillo general del Universo distante, conocido como el Fondo Óptico Cósmico (COB por sus siglas en inglés), el equivalente visible del Fondo Cósmico de Microondas.

Para obtener las primeras mediciones de brillo en 2021, el equipo condujo una prueba de observación del COB con la sonda New Horizons utilizando la Cámara de Reconocimiento de Largo Alcance (LORRI, por sus siglas en inglés). Para esto tomaron una pequeña selección de imágenes y midieron la cantidad de luz que LORRI capturó mientras apuntaba hacia las profundidades del cosmos, pero sus resultados dejaron algunas interrogantes. Descubrieron que sólo la mitad de la señal del COB medida puede atribuirse a la luz generada por todas las galaxias del Universo. Esto suponía que el Fondo Óptico Cósmico también incluye un componente de luz de origen desconocido. El equipo sugirió que esta luz extra podría provenir de galaxias tan tenues que aún no han sido detectadas, o de estrellas errantes que pueblan el espacio intergaláctico.

Para identificar el origen exacto de la luz, el equipo condujo más observaciones del COB con LORRI de New Horizons en 2023. Pero esta vez analizaron una porción del cielo mucho más extensa y complementaron sus observaciones con datos de la misión Planck de la Agencia Espacial Europea, lo que permitió corregir la dispersión difusa de la luz producida por el polvo en la Vía Láctea y la luz estelar dispersa de estrellas brillantes fuera del campo de visión de LORRI.

Esto fue una mejora crítica a la estrategia de observación y las nuevas mediciones revelan que una vez que se eliminan las fuentes de contaminación, la intensidad de la luz que proviene del Universo distante es casi exactamente lo que se esperaría obtener de todas las estrellas en todas las galaxias más allá de la Vía Láctea.

“Además, no hay ninguna fuente de luz desconocida”, explica Lauer, co-autor del artículo que presenta estos resultados en el Astrophysical Journal. “Hemos buscado en el espacio entre las galaxias, pero sólo encontramos oscuridad y nada más”.

Estos hallazgos demuestran que mejorar los métodos para obtener resultados más precisos es un elemento clave al hacer ciencia. También pone fin a la antigua pregunta de los astrónomos sobre cuán brillante es el espacio. Sucede que es tan brillante como podríamos esperar a partir de la luz generada por todas las galaxias formadas en el Universo en los últimos 12 mil millones de años.

Notas

[1] New Horizons es una sonda espacial de la NASA diseñada para explorar el Sistema Solar exterior, en particular Plutón. Lanzada en 2006, completó su sobrevuelo de Plutón en 2015 y ahora se encuentra en una travesía prolongada por el Cinturón de Kuiper. Entre sus instrumentos científicos, New Horizons cuenta con un pequeño telescopio de 20 centímetros (8 pulgadas) que fue clave para esta investigación.

[2] Esta investigación fue conducida por el equipo científico de New Horizons, liderado por Marc Postman, astrónomo del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial (STScI por sus siglás en inglés) y Tod Lauer de NOIRLab de NSF.

Más Información

NOIRLab de NSF (Laboratorio Nacional de Investigación en Astronomía Óptica-Infrarroja de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos), el centro de EE.UU. para la astronomía óptica-infrarroja terrestre, opera el Observatorio Internacional Gemini (una instalación de NSF, NRC–Canada, ANID–Chile, MCTIC–Brasil, MINCyT–Argentina y KASI – República de Corea), el Observatorio Nacional Kitt Peak (KPNO), el Observatorio Cerro Tololo (CTIO), el Centro de Datos para la Comunidad Científica (CSDC) y el Observatorio Vera C. Rubin (operado en cooperación con el National Accelerator Laboratory (SLAC) del Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE). Está administrado por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA) en virtud de un acuerdo de cooperación con NSF y tiene su sede central en Tucson, Arizona. La comunidad astronómica tiene el honor de tener la oportunidad de realizar investigaciones astronómicas en I’oligam Du’ag (Kitt Peak) en Arizona, en Maunakea, en Hawai‘i, y en Cerro Tololo y Cerro Pachón en Chile. Reconocemos y apreciamos el importante rol cultural y la veneración que estos sitios tienen para la Nación Tohono O’odham, para la comunidad nativa de Hawai‘i y para las comunidades locales en Chile, respectivamente.

Enlaces

• Paper de investigación
• Página web de NASA New Horizons 
• Comunicado de prensa de STScI
• Comunicado de prensa de JHU APL

Contactos

Tod Lauer
NSF NOIRLab
Email: tod.lauer@noirlab.edu

Josie Fenske
Jr. Public Information Officer
NSF NOIRLab
Email: josie.fenske@noirlab.edu