Este posibil ca astronomii să fi răspuns în cele din urmă la această întrebare de lungă durată, exploatând capacitățile și poziția îndepărtată a navetei spațiale New Horizons a NASA, prin efectuarea celor mai precise măsurători directe efectuate vreodată cu privire la cantitatea totală de lumină generată de Univers.
La peste 18 ani de la lansare și la nouă ani de la explorarea istorică a planetei Pluto, New Horizons se află la peste 8,7 miliarde de kilometri de Pământ, într-o regiune a Sistemului Solar suficient de îndepărtată de Soare pentru a oferi cel mai întunecat cer disponibil pentru orice telescop existent – și pentru a oferi un punct de observație unic din care să se măsoare strălucirea generală a Universului îndepărtat.
„Dacă ridicați mâna în spațiul îndepărtat, câtă lumină strălucește Universul pe ea?” a întrebat Marc Postman, astronom la Space Telescope Science Institute din Baltimore și autor principal al unei noi lucrări care detaliază cercetarea, publicată în The Astrophysical Journal.
„Acum, avem o idee bună despre cât de întunecat este cu adevărat spațiul. Rezultatele arată că marea majoritate a luminii vizibile pe care o primim din Univers a fost generată în galaxii. Important este că am constatat, de asemenea, că nu există dovezi pentru niveluri semnificative de lumină produse de surse necunoscute în prezent de astronomi.”
Descoperirile rezolvă o enigmă care i-a lăsat perplecși pe oamenii de știință încă din anii 1960, când astronomii Arno Penzias și Robert Wilson au descoperit că spațiul este străbătut de o puternică radiație de microunde, despre care s-a prezis că ar fi rămas însuși.
Acest rezultat a dus la acordarea Premiului Nobel. Ulterior, astronomii au descoperit, de asemenea, dovezi ale unui fundal de raze X, raze gamma și radiații infraroșii care umplu, de asemenea, cerul.
Cele mai precise măsurători
Detectarea fundalului de lumină „obișnuită” (sau vizibilă) – denumit mai formal fundal optic cosmic sau COB – a oferit o modalitate de a aduna toată lumina generată de galaxii de-a lungul vieții Universului înainte ca telescopul spațial Hubble și telescopul spațial James Webb de la NASA să poată vedea direct galaxiile slabe din fundal.
În era Telescoapelor Hubble și James Webb, astronomii măsoară COB pentru a detecta lumina care ar putea proveni din alte surse decât aceste galaxii cunoscute. Însă măsurarea producției totale de este extrem de dificilă de pe Pământ sau de oriunde din Sistemul Solar interior.
„Oamenii au încercat de nenumărate ori să o măsoare direct, dar în partea noastră a Sistemului Solar, există prea multă lumină solară și praf interplanetar reflectat care împrăștie lumina într-o ceață ce întunecă lumina slabă din Universul îndepărtat”, a declarat Tod Lauer, un co-investigator New Horizons, astronom de la National Science Foundation NOIRLab din Tucson, Arizona, și coautor al noii lucrări. „Toate încercările de a măsura puterea COB din interiorul Sistemului Solar suferă de incertitudini mari.”
La sfârșitul verii trecute, de la o distanță de 57 de ori mai îndepărtată de Soare decât Pământul, New Horizons a scanat Universul cu ajutorul Long Range Reconnaissance Imager (LORRI), adunând două duzini de câmpuri de imagini separate, scrie Phys.org.
Cât de întunecat este cu adevărat spațiul?
LORRI a fost în mod intenționat protejat de soare de corpul principal al navei spațiale – împiedicând chiar și cea mai slabă lumină solară să intre direct în camera sensibilă – iar câmpurile țintă au fost poziționate departe de discul și nucleul strălucitor al Căii Lactee și de stelele strălucitoare din apropiere.
Observatorii New Horizons au folosit alte date, luate în infraroșu îndepărtat de misiunea Planck a Agenției Spațiale Europene, ale câmpurilor cu o densitate de praf variabilă, pentru a calibra nivelul acestor emisii în infraroșu îndepărtat la nivelul luminii vizibile obișnuite.
Acest lucru le-a permis să prezică și să corecteze cu exactitate prezența luminii dispersate de praf din Calea Lactee în imaginile COB – o modalitate care nu le-a fost disponibilă în timpul unui test de observare COB din 2021 cu New Horizons, în care au subestimat cantitatea de lumină dispersată de praf și au supraestimat însuși.
Dar de data aceasta, după ce au luat în considerare toate sursele cunoscute de lumină, cum ar fi stelele din fundal și lumina împrăștiată de norii subțiri de praf din galaxia Calea Lactee, cercetătorii au constatat că nivelul rămas de lumină vizibilă era în întregime în concordanță cu intensitatea luminii generate de toate galaxiile în ultimii 12,6 miliarde de ani.
„Cea mai simplă interpretare este că COB se datorează în totalitate galaxiilor”, a spus Lauer. „Privind în afara galaxiilor, găsim acolo întuneric și nimic mai mult”, concluzionează cercetătorii.