Aparte de un tapiz de estrellas brillantes y del resplandor de la Luna creciente y menguante, el cielo nocturno parece negro como la tinta para el observador casual. Pero, ¿hasta qué punto es oscuro?

Para averiguarlo, los astrónomos decidieron analizar 200.000 imágenes del telescopio espacial Hubble de la NASA y realizar decenas de miles de mediciones en ellas para buscar cualquier resplandor de fondo residual en el cielo, en un ambicioso proyecto llamado SKYSURF. Se trata de la luz que queda después de restar el brillo de los planetas, las estrellas, las galaxias y el polvo del plano de nuestro sistema solar (la 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. Es como apagar todas las luces de una habitación cerrada y seguir encontrando un extraño resplandor procedente de las paredes, el techo y el suelo.

Esta ilustración artística muestra la ubicación y el tamaño de una hipotética nube de polvo que rodea nuestro sistema solar | foto NASA, ESA y Andi James (STScI)

Los investigadores afirman que una posible explicación de este resplandor residual es que nuestro sistema solar interior contiene una tenue esfera de polvo procedente de cometas que caen en el Sistema Solar desde todas las direcciones, y que el resplandor es luz solar que se refleja en este polvo. De ser real, esta capa de polvo podría ser una nueva adición a la arquitectura conocida 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 celeste. New Horizons voló cerca de Plutón en 2015, y de 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 entre 6.500 y 8.000 millones de kilómetros del Sol. Esto está bien fuera del ámbito de los planetas y asteroides, donde no hay contaminación por polvo interplanetario.

New Horizons detectó algo un poco más tenue que parece proceder de una fuente más lejana que la detectada por el Hubble. La fuente de la luz de fondo observada por New Horizons tampoco tiene explicación. Existen numerosas teorías que van desde la descomposición de la materia oscura hasta una enorme población invisible de galaxias remotas.

Esta foto muestra la luz zodiacal tal y como apareció el 1 de marzo de 2021, en Skull Valley, Utah. El cúmulo estelar de las Pléyades es visible cerca de la parte superior de la columna de luz. Marte está justo debajo | foto NASA/Bill Dunford

Si nuestro análisis es correcto, hay otro componente de polvo entre nosotros y la distancia a la que New Horizons realizó las mediciones. Eso significa que se trata de algún tipo de luz adicional procedente del interior de nuestro Sistema Solar, afirma Tim Carleton, de la Universidad Estatal de Arizona (ASU).

Dado que nuestra medición de la luz residual es superior a la de New Horizons, pensamos que se trata de un fenómeno local que no procede de lejos, del exterior del Sistema Solar. Puede tratarse de un elemento nuevo en el contenido del Sistema Solar sobre el que se habían formulado hipótesis pero que no se había medido cuantitativamente hasta ahora, dijo Carleton.

El veterano astrónomo Rogier Windhorst, también de la ASU, fue el primero en tener la idea de reunir los datos del Hubble para ir en busca de cualquier “luz fantasma”. Más del 95% de los fotones de las imágenes del archivo del Hubble proceden de distancias inferiores a 5.000 millones de kilómetros de la Tierra. Desde los primeros días del Hubble, la mayoría de los usuarios del Hubble han descartado estos fotones celestes, ya que están interesados en los débiles objetos discretos de las imágenes del Hubble, como estrellas y galaxias, dijo Windhorst. Pero estos fotones celestes contienen información importante que puede extraerse gracias a la capacidad única del Hubble para medir con gran precisión los débiles niveles de brillo a lo largo de sus tres décadas de vida.

En el proyecto SKYSURF han colaborado varios estudiantes de licenciatura y posgrado, como 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 de Australia, y muchos otros. Los trabajos de investigación del equipo se han publicado en The Astronomical Journal y The Astrophysical Journal Letters.

Fuentes

NASA / Goddard Space Flight Center | Timothy Carleton, Rogier A. Windhorst, et al., SKYSURF: Constraints on Zodiacal Light and Extragalactic Background Light through Panchromatic HST All-sky Surface-brightness Measurements: II. First Limits on Diffuse Light at 1.25, 1.4, and 1.6 μm. The Astronomical Journal, vol.164, num.5. DOI 10.3847/1538–3881/ac8d02

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