L’universo “ha un debole barlume soffuso” creato da innumerevoli stelle e galassie lontane. Da cosa è causato? La New Horizons prova a rispondere

Allontanandosi dalle luci della città, il cielo appare davvero molto scuro. Al di sopra dell’atmosfera terrestre, lo spazio esterno si oscura ulteriormente, diventando nero come l’inchiostro. Eppure, anche lì, lo spazio non è assolutamente nero. L’universo “ha un debole barlume soffuso” creato da innumerevoli stelle e galassie lontane. Nuove misurazioni di questo debole bagliore di fondo mostrano che le galassie invisibili ai “nostri occhi” sono meno abbondanti di quanto suggerito da alcuni studi teorici, numerando solo nelle centinaia di miliardi invece dei due trilioni di galassie precedentemente segnalati. Tutto grazie alla sonda New Horizons.

La mappa 3D dell'Universo
La mappa 3D dell’Universo. Credit: Istituto perimetrale di fisica teorica / YouTube

Stime precedenti

La stima precedente è  stata estrapolata da osservazioni del cielo molto profondo dal telescopio spaziale Hubble della NASA. Si basava su modelli matematici per stimare quante galassie erano troppo piccole e deboli perché Hubble potesse vederle. Quel team ha concluso che il 90% delle galassie nell’universo era oltre la capacità di Hubble di rilevare nella luce visibile. Le nuove scoperte, che si basavano sulle misurazioni della lontana missione New Horizons della NASA, suggeriscono un numero molto più modesto, coerente con i vecchi dati di Hubble. Lo cosmic optical background (COB) che il team ha cercato di misurare è l’equivalente della luce visibile del più noto cosmic microwave background: il debole bagliore residuo del Big Bang stesso, prima che le stelle esistessero.

Hubble
Il telescopio spaziale Hubble. Credit: NASA

Per quanto potente sia Hubble, il team non poteva usarlo per fare queste osservazioni. Sebbene si trovi nello spazio, Hubble orbita attorno alla Terra e soffre ancora di inquinamento luminoso. Il sistema solare interno è pieno di minuscole particelle di polvere di asteroidi e comete disintegrate. La luce solare si riflette su quelle particelle, creando un bagliore chiamato luce zodiacale che può essere osservato anche dagli osservatori del cielo a terra.

Sfuggire dalla luce zodiacale

Per sfuggire alla luce zodiacale, il team ha dovuto utilizzare un osservatorio sfuggito al sistema solare interno. Fortunatamente, la sonda New Horizons, che ha fornito le immagini più vicine mai viste di Plutone e dell’oggetto della fascia di Kuiper Arrokoth, è abbastanza lontana per effettuare queste misurazioni. Alla sua distanza (più di 6,5 miliardi di chilometri di distanza quando sono state effettuate queste osservazioni), New Horizons sperimenta “un cielo” 10 volte più scuro del cielo più scuro accessibile a Hubble. Il team ha analizzato le immagini esistenti dagli archivi di New Horizons. Per eliminare il debole bagliore dello sfondo, hanno dovuto correggere una serie di altri fattori. La correzione più impegnativa è stata la rimozione della luce dalle stelle della Via Lattea che veniva riflessa dalla polvere interstellare e nella fotocamera. Il segnale rimanente, sebbene estremamente debole, era ancora misurabile. 

La sonda New Horizons
L’illustrazione mostra la sonda New Horizons della NASA nel sistema solare esterno.
Credit: Joe Olmsted / STScI

Quale potrebbe essere la fonte di questo bagliore residuo? 

È possibile che un’abbondanza di galassie nane nell’universo relativamente vicino si trovi appena oltre la rilevabilità. Oppure gli aloni diffusi delle stelle che circondano le galassie potrebbero essere più luminosi del previsto. Potrebbe esserci una popolazione di stelle solitarie intergalattiche sparse in tutto il cosmo. Forse la cosa più intrigante è che potrebbero esserci molte più deboli galassie lontane di quanto suggeriscano le teorie. Il prossimo James Webb Space Telescope della NASA potrebbe essere in grado di aiutare a risolvere il mistero. Se deboli, le singole galassie sono la causa, le osservazioni in campo ultraprofondo di Webb dovrebbero essere in grado di rilevarle.

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