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miércoles, febrero 8, 2023
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Hubble detectó un espeluznante resplandor fantasmal rodeando nuestro sistema solar

Este resplandor causa alarma en la comunidad astronómica mundial debido a la información capturada y revelada por el equipo que maneja el Telescopio Espacial Hubble de la NASA

Imagínese entrar en una habitación por la noche, apagar todas las luces y cerrar las persianas. Sin embargo, un brillo espeluznante proviene de las paredes, el techo y el piso. La tenue luz apenas alcanza para ver tus manos frente a tu rostro, pero persiste.

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Suena como una escena de «Ghost Hunters?» No, para los astrónomos este es el verdadero negocio. Pero buscar algo que se acerque a nada no es fácil. Los astrónomos buscaron en 200.000 imágenes de archivo del Telescopio Espacial Hubble e hicieron decenas de miles de mediciones en estas imágenes para buscar cualquier brillo de fondo residual en el cielo.

La ilustración de este artista muestra la ubicación y el tamaño de una hipotética nube de polvo que rodea nuestro sistema solar. Los astrónomos buscaron entre 200.000 imágenes e hicieron decenas de miles de mediciones desde el Telescopio Espacial Hubble para descubrir un resplandor de fondo residual en el cielo. Debido a que el brillo se distribuye tan suavemente, la fuente probable son innumerables cometas: bolas de nieve polvorientas que vuelan libremente. Caen hacia el Sol desde todas las direcciones diferentes, arrojando un escape de polvo a medida que los hielos se subliman debido al calor del Sol. De ser real, sería un elemento arquitectónico recién descubierto del sistema solar. Crédito: NASA, ESA, Andi James (STScI)
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Como si apagaran las luces de una habitación, sustraían la luz de las estrellas, las galaxias, los planetas y la luz zodiacal. Sorprendentemente, quedó un brillo fantasmal y débil. Es equivalente a la luz constante de diez luciérnagas repartidas por todo el cielo.

¿De dónde viene eso?

Una posible explicación es que una capa de polvo envuelve nuestro sistema solar hasta Plutón y refleja la luz del sol. Ver polvo en el aire atrapado en los rayos del sol no es una sorpresa al limpiar la casa. Pero esto debe tener un origen más exótico. Debido a que el brillo se distribuye tan suavemente, la fuente probable son innumerables cometas: bolas de nieve polvorientas que vuelan libremente.

Caen hacia el sol desde todas las direcciones diferentes, arrojando un escape de polvo a medida que los hielos se subliman debido al calor del sol. De ser real, sería un elemento arquitectónico recién descubierto del sistema solar. Ha permanecido invisible hasta que aparecieron astrónomos muy imaginativos y curiosos, y el poder del Hubble.

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Aparte de un tapiz de estrellas brillantes y el brillo de la luna creciente y menguante, el cielo nocturno se ve negro como la tinta para el observador casual. Pero, ¿qué tan oscuro es oscuro?

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 de fondo residual en el cielo, en un ambicioso proyecto llamado SKYSURF. Esta sería 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 un exceso de luz extremadamente pequeño, equivalente al brillo constante de 10 luciérnagas repartidas por todo el cielo. Eso es como apagar todas las luces en una habitación cerrada y aún así encontrar un brillo espeluznante proveniente de las paredes, el techo y el piso.

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Proyecciones de áreas iguales de Aitoff en coordenadas eclípticas de todas las imágenes ACS/WFC y WFC3/UVIS+IR con texp ≥ 200 s que están disponibles públicamente a partir del 23 de septiembre de 2019. El plano galáctico y la protuberancia están representados por la banda gris claro, y el El ecuador celeste está indicado por la curva rosa (arriba a la izquierda). SKYSURF mide el brillo absoluto de la superficie de todo el cielo S(λ, t, lEcl, bEcl) en 12 filtros principales de banda ancha a ∼0,2–1,7 μm de longitud de onda a partir de 249 861 imágenes de archivo HST en ∼1400 campos HST independientes. Crédito: The Astronomical Journal (2022). DOI: 10.3847/1538-3881/ac82af

Los investigadores dicen 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 este polvo. Si es real, esta capa de polvo podría ser una nueva adición a la arquitectura conocida del sistema solar.

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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, y ahora se dirige al espacio interestelar. Las mediciones de New Horizons se realizaron a una distancia de 4 a 5 mil millones de millas 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).

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Gráfica de magnitud frente a radio de media luz para las imágenes originales y replicadas de F606W. Los puntos negros son los objetos originales, y los otros colores son los objetos de réplicas XDF 2×, 3× y 4×. Cada color sucesivo tiene más marcadores transparentes y hay más marcas azules que verdes, más verdes que rojas y más rojas que negras. Esta figura fue modelada a partir de la Figura 3 en Windhorst et al. (2008) para poder marcar y comparar características. La banda rosa representa el límite de confusión natural con un rango entre 1/25 y 1/50 objetos por haz (ver, por ejemplo, Serjeant et al. 1997; Silva et al. 2005). La curva discontinua cian representa el límite de brillo de superficie de 174,4 ks de los datos XDF F606W. Su forma se ha cambiado de Windhorst et al. (2008) ya que la curva solo pretende llamar la atención sobre la tendencia y el corte de los objetos, demostrando el tiempo de exposición y los límites de resolución para observar estos objetos. La línea discontinua de color gris oscuro representa el límite por debajo del cual las fuentes puntuales con magnitudes más débiles no se pueden resolver, ya que se mezclan con la distribución del cielo. Todas las curvas se han desplazado en magnitud para tener en cuenta la conversión de mVega a mAB. Esta figura demuestra que la confusión natural (banda rosa) es una limitación importante para la integridad de los objetos grandes y brillantes que constituyen la mayor parte de la IGL (mAB ≲ 28,5 mag). También demuestra que los tres límites principales de la muestra HUDF original siguen siendo los mismos para las muestras replicadas, lo que valida nuestros métodos de replicación, a saber, el límite de detección de fuente puntual (línea discontinua gris horizontal), el límite de brillo de la superficie (línea discontinua gris inclinada línea) y el límite de confusión natural debido a la superposición de objetos estadísticos (banda rosa). Crédito: The Astrophysical Journal Letters (2022). DOI: 10.3847/2041-8213/ac9cca
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«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 astrónomo veterano del Hubble, Rogier Windhorst, también de 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. en 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».

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Varios estudiantes de posgrado y pregrado contribuyeron al proyecto SKYSURF, incluidos Rosalia O’Brien, Delondrae Carter y Darby Kramer en ASU, Scott Tompkins en la Universidad de Australia Occidental, Sarah Caddy en la Universidad Macquarie en Australia y muchos otros.

Los trabajos de investigación del equipo se publican en The Astronomical Journal y The Astrophysical Journal Letters.

Con información de The Astronomical Journal y The Astrophysical Journal Letters

SourceSKYCR.ORG
Skycr_editor
Skycr_editorhttps://hdavila.com/
Homer Dávila. Máster en geología. Miembro de la International Meteor Organization. Astronomía, radioastronomía, cosmología y ciencia planetaria.
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