La sonda spaziale New Horizons sta effettuando misurazioni dalla sua posizione unica nella Fascia di Kuiper.
Quanto è buio lo spazio profondo? Ecco che gli astronomi potrebbero aver finalmente risposto a questa domanda di vecchia data sfruttando le capacità e la posizione distante della sonda spaziale New Horizons della NASA, effettuando le misurazioni più precise e dirette mai effettuate della quantità totale di luce generata dall’universo. A più di 18 anni dal lancio e nove anni dalla sua storica esplorazione di Plutone, New Horizons si trova a più di 7,3 miliardi di chilometri dalla Terra, in una regione del sistema solare sufficientemente lontana dal Sole da offrire i cieli più bui disponibili per qualsiasi telescopio esistente e da fornire un punto di osservazione unico da cui misurare la luminosità complessiva dell’universo distante.
L’oscurità dello spazio
“Se alzi la mano nello spazio profondo, quanta luce l’universo le illumina?” ha chiesto Marc Postman, astronomo presso lo Space Telescope Science Institute di Baltimora e autore principale di un nuovo articolo che descrive in dettaglio la ricerca, pubblicato oggi sull’Astrophysical Journal. “Ora abbiamo una buona idea di quanto sia davvero buio lo spazio. I risultati mostrano che la grande maggioranza della luce visibile che riceviamo dall’universo è stata generata nelle galassie. È importante notare che abbiamo anche scoperto che non ci sono prove di livelli significativi di luce prodotti da fonti attualmente non note agli astronomi”.
Le scoperte risolvono un enigma che ha lasciato perplessi gli scienziati sin dagli anni ’60, quando gli astronomi Arno Penzias e Robert Wilson scoprirono che lo spazio è pervaso da forti radiazioni a microonde, che si prevedeva fossero rimaste dalla creazione dell’universo stesso. Questo risultato portò al loro conferimento del premio Nobel. Successivamente, gli astronomi trovarono anche prove di sfondi di raggi X, raggi gamma e radiazioni infrarosse che riempiono anche il cielo.
Rilevare lo sfondo di luce “ordinaria” (o visibile), più formalmente chiamato sfondo ottico cosmico o COB, ha fornito un modo per sommare tutta la luce generata dalle galassie nel corso dell’esistenza dell’universo, prima che i telescopi spaziali Hubble e James Webb della NASA potessero vedere direttamente le deboli galassie di sfondo. Nell’era dei telescopi Hubble e James Web, gli astronomi misurano il COB per rilevare la luce che potrebbe provenire da fonti diverse da queste galassie note. Ma misurare l’emissione luminosa totale dell’universo è estremamente difficile dalla Terra o da qualsiasi punto del Sistema Solare interno.
“Si è provato più e più volte a misurarlo direttamente, ma nella nostra parte del Sistema Solare c’è semplicemente troppa luce solare e polvere interplanetaria riflessa che disperde la luce in una foschia che oscura la debole luce dell’universo lontano”, ha affermato Tod Lauer, co-investigatore di New Horizons, astronomo del National Science Foundation NOIRLab di Tucson, Arizona, e coautore del nuovo articolo. “Tutti i tentativi di misurare la forza del COB dal sistema solare interno soffrono di grandi incertezze”.
La posizione privilegiata di New Horizons
New Horizons si trova attualmente a miliardi di miglia lungo il suo viaggio oltre i pianeti, nel profondo della Fascia di Kuiper e diretta verso lo spazio interstellare. Verso la fine dell’estate scorsa, da una distanza 57 volte superiore al Sole rispetto alla Terra, New Horizons ha scansionato l’universo con la sua camera Long Range Reconnaissance Imager (LORRI), raccogliendo due dozzine di campi di imaging separati. La stessa LORRI era intenzionalmente schermata dal Sole dal corpo principale della sonda spaziale, impedendo persino alla luce solare più fioca di entrare direttamente nella telecamera sensibile, e i campi bersaglio erano posizionati lontano dal disco luminoso e dal nucleo della Via Lattea e dalle stelle luminose vicine.
Gli osservatori di New Horizons hanno utilizzato altri dati, acquisiti nel lontano infrarosso dalla missione Planck dell’Agenzia spaziale europea, di campi con un intervallo di densità di polvere per calibrare il livello di quelle emissioni nel lontano infrarosso al livello della normale luce visibile. Ciò ha consentito loro di prevedere e correggere con precisione la presenza di luce della Via Lattea diffusa dalla polvere nelle immagini COB, una tecnica che non era disponibile durante un’osservazione COB di prova del 2021 con New Horizons in cui hanno sottostimato la quantità di luce diffusa dalla polvere e sovrastimato la luce in eccesso dall’universo stesso.
Ma questa volta, dopo aver tenuto conto di tutte le fonti di luce note, come le stelle sullo sfondo e la luce diffusa dalle sottili nubi di polvere all’interno della Via Lattea, i ricercatori hanno scoperto che il livello rimanente di luce visibile era del tutto coerente con l’intensità della luce generata da tutte le galassie negli ultimi 12,6 miliardi di anni. “L’interpretazione più semplice è che il COB è dovuto completamente alle galassie”, ha detto Lauer. “Guardando fuori dalle galassie, troviamo solo oscurità e niente di più”.
“Questo lavoro appena pubblicato è un importante contributo alla cosmologia fondamentale, e in realtà qualcosa che potrebbe essere fatto solo con una sonda spaziale lontana come New Horizons”, ha detto Alan Stern, Principal Investigator di New Horizons, del Southwest Research Institute di Boulder, Colorado. “E dimostra che la nostra attuale missione estesa sta apportando importanti contributi scientifici ben oltre l’intento originale di questa missione planetaria progettata per effettuare le prime esplorazioni spaziali ravvicinate di Plutone e degli oggetti della fascia di Kuiper”.
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Fonte: NASA, The Astrophysical Journal
