Observando el firmamento en una noche despejada, observamos un tapiz de brillantes estrellas y el resplandor de la luna, el cielo nocturno se aprecia negro, pero ¿cómo de es de oscuro en realidad?
Para averiguarlo, los astrónomos decidieron clasificar 200.000 imágenes del Telescopio Espacial Hubble de la NASA e hicieron decenas de miles de mediciones en estas imágenes para buscar cualquier resplandor residual de fondo en el cielo, en un ambicioso proyecto llamado SKYSURF. Esta búsqueda de centró en cualquier luz sobrante después de restar el brillo de los planetas, las estrellas, las galaxias y el polvo en el plano de nuestro sistema solar (llamada luz zodiacal).
Cuando los investigadores completaron este inventario, encontraron una mínima cantidad de luz, la equivalente al brillo constante de 10 luciérnagas repartidas por todo el cielo. Eso es como apagar todas las luces en una habitación cerrada y, aun así, encontrar un brillo espeluznante proveniente de las paredes, el techo y el suelo.
Créditos: NASA/Bill Dunford.
Los investigadores sostienen que una posible explicación para este brillo residual es que nuestro sistema solar interior contiene una tenue esfera de polvo de los cometas que caen en el sistema solar desde todas las direcciones, y que el brillo es la luz del sol que se refleja en ese polvo. De ser así, esta capa de polvo podría ser un nuevo pilar arquitectónico del sistema solar.
Esta idea se ve reforzada por el hecho de que en 2021 otro equipo de astrónomos utilizó datos de la nave espacial New Horizons de la NASA para medir también el fondo del cielo. New Horizons sobrevoló Plutón en 2015 y un pequeño objeto del cinturón de Kuiper en 2018, ahora se dirige al espacio interestelar. Las mediciones de New Horizons se realizaron a una distancia de 6 a 8 mil millones de kilómetros del Sol. Esto está fuera del ámbito de los planetas y asteroides donde no hay contaminación por polvo interplanetario.
New Horizons detectó algo un poco más débil que aparentemente proviene de una fuente más distante que la que detectó el Hubble. La fuente de la luz de fondo vista por New Horizons también permanece sin explicación. Existen numerosas teorías que van desde la descomposición de la materia oscura hasta una enorme población invisible de galaxias remotas.
“Si nuestro análisis es correcto, hay otro componente de polvo entre nosotros y la distancia donde New Horizons realizó las mediciones. Eso significa que es algún tipo de luz adicional que proviene del interior de nuestro sistema solar”, dijo Tim Carleton, de la Universidad Estatal de Arizona (ASU).
“Debido a que nuestra medición de la luz residual es más alta que la de New Horizons, creemos que es un fenómeno local que no está muy lejos del sistema solar. Puede ser un nuevo elemento del contenido del sistema solar que se ha planteado como hipótesis pero no medido cuantitativamente hasta ahora”, dijo Carleton.
El veterano astrónomo del Hubble, Rogier Windhorst, también de la ASU, primero tuvo la idea de reunir los datos del Hubble para buscar cualquier “luz fantasma”. “Más del 95% de los fotones en las imágenes del archivo del Hubble provienen de distancias inferiores a 3 mil millones de millas de la Tierra. Desde los primeros días del Hubble, la mayoría de los usuarios del Hubble han descartado estos fotones del cielo, ya que están interesados en los objetos discretos débiles de las imágenes del Hubble, como estrellas y galaxias”, dijo Windhorst. “Pero estos fotones del cielo contienen información importante que se puede extraer gracias a la capacidad única del Hubble para medir niveles de brillo tenues con alta precisión durante sus tres décadas de vida”.
Varios estudiantes de posgrado y pregrado contribuyeron al proyecto SKYSURF, incluidos Rosalia O’Brien, Delondrae Carter y Darby Kramer en la ASU, Scott Tompkins en la Universidad de Australia Occidental, Sarah Caddy en la Universidad Macquarie (Australia) y muchos otros.
Los trabajos de investigación del equipo se publican en The Astronomical Journal y en The Astrophysical Journal Letters.
El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA. El Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt (Maryland) administra el telescopio. El Space Telescope Science Institute (STScI) en Baltimore (Maryland) lleva a cabo operaciones científicas del Hubble y el Webb. El STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, en Washington, D.C.
Edición: R. Castro.