Pourquoi l'espace extra-atmosphérique n'est-il pas aussi sombre qu'on le pense?

Quand on regarde le ciel nocturne, il semble quel'obscurité enveloppe tout autour, surtout si le ciel est couvert et les étoiles ne sont pas visibles. Capturées par des télescopes spatiaux et généreusement partagées avec le grand public, les planètes, les galaxies et les nébuleuses peuvent être vues briller contre l'espace noir et froid. Mais l'espace est-il vraiment noir? L'univers n'est peut-être pas aussi sombre que les astronomes le pensaient, selon une nouvelle étude. Avec l'aide de caméras de la station interplanétaire automatique New Horizons, qui a déjà visité Pluton pour mesurer l'obscurité de l'espace interplanétaire, les chercheurs ont conclu que nous avons encore une mauvaise idée de ce qu'est l'univers. Les résultats obtenus au cours de l'étude ont montré qu'à six milliards de kilomètres du Soleil, loin des planètes brillantes et de la lumière diffusée par la poussière interplanétaire, l'espace vide était environ deux fois plus brillant que prévu.

La station spatiale interplanétaire New Horizons explore l'espace extra-atmosphérique.

Quelle est l'obscurité de l'espace?

Pendant des siècles, l'obscurité du ciel nocturne a étéla source d'un paradoxe nommé d'après l'astronome allemand Heinrich Wilhelm Olbers. Vraisemblablement, dans un univers statique infini, chaque ligne de vue se termine sur une étoile, alors le ciel ne devrait-il pas être aussi brillant que le soleil? Les astronomes savent aujourd'hui que l'univers a 13,8 milliards d'années et qu'il se développe à un rythme accéléré. En conséquence, la plupart des lignes de visée ne s'arrêtent pas aux étoiles, mais à la lueur qui s'estompe du Big Bang, et les ondes luminescentes sont maintenant tellement étendues qu'elles sont invisibles à l'œil. C'est ce qui rend le ciel sombre. Mais à quel point l'obscurité est-elle sombre?

Chercheurs du National OpticalL'observatoire astronomique de l'Arizona a étudié la lumière dans l'espace lointain à l'aide de la mission New Horizons de la NASA. La station spatiale New Horizons a été lancée le 19 janvier 2006 et a survolé Pluton le 14 juillet 2015. Le 1er janvier 2019, New Horizons a survolé Arrokot, anciennement appelé Ultima Thule, l'un des innombrables icebergs spatiaux qui habitent la ceinture de Kuiper à la périphérie du système solaire. Aujourd'hui, la station poursuit avec succès son voyage spatial.

Vue générale du système solaire et des objets de la ceinture de Kuiper. La ligne jaune montre la trajectoire de la mission "New Horizons"

Mesures d'une équipe d'astronomes publiées dansLa nouvelle étude est basée sur sept images de l'imageur thermique de reconnaissance à longue portée New Horizons prises à un moment où la station était à environ 2,5 milliards de kilomètres de la Terre. À cette distance, le vaisseau spatial était bien au-delà de la portée de la lueur planétaire ou de la poussière interplanétaire, ce qui pourrait potentiellement affecter la qualité des images.

«La présence d'un télescope au bord même du Solar», écrivent les auteurs de l'article publié sur le serveur de pré-impression Arxiv. «Au cours de nos travaux, nous avons utilisé des images d'objets éloignés de la ceinture de Kuiper. Soustrayez-les ainsi que toutes les étoiles, et vous aurez un ciel clair. "

Photos de la mission New Horizons de la NASA

Selon le New York Times, la caméra New Horizonsest un "shaper de lumière blanche" qui accepte la lumière dans un large spectre, couvrant le visible et certaines ondes ultraviolettes et infrarouges. Les images résultantes ont ensuite été traitées - dans toutes les images, toute la lumière de toutes les sources connues des astronomes a été supprimée, y compris les étoiles relativement proches.

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En traitant les images obtenues, les chercheurs ont également éliminé la lumière émanant des galaxies, qui, comme le croient les auteurs des travaux scientifiques, existe, mais n'a pas encore été détectée. En conséquence, des images de l'espace lointain ont été obtenues sans aucune pollution lumineuse. Fait intéressant, malgré la suppression de toussources lumineuses (connues et inconnues), il y a encore beaucoup de lumière dans les images résultantes. D'où vient exactement la lumière restante est inconnue.

Les scientifiques estiment aujourd'hui le nombre de galaxies dans l'univers observable à deux milliards.

Les chercheurs pensent que la lumière peut provenird'étoiles ou de galaxies non encore découvertes. Cependant, il ne peut être exclu que la lumière des images résultantes soit quelque chose de complètement nouveau. D'autres recherches seront sans aucun doute menées à mesure que les scientifiques continueront à rechercher des sources de pollution lumineuse, mais aujourd'hui, la source de photons lumineux supplémentaires reste un mystère.

Voir aussi: Combien de matière y a-t-il dans l'univers?

Selon Dan Hooper, physicien au Nationalle Laboratoire d'accélérateur Fermi à Batavia, a suggéré que la mystérieuse matière noire est le coupable de l'illumination supplémentaire. Dans un e-mail au New York Times, il a déclaré que lui et ses collègues, en réfléchissant à une source de lumière possible, n'avaient jamais proposé de nouvelle physique qui pourrait expliquer sa présence dans les images, "à l'exception de quelques options vraiment peu attrayantes."

On pense que l'univers est rempli "Matière noire", dont le contenu exact est inconnu, maisdont la gravité forme l'espace visible pour nous. Selon certaines théories, cette matière pourrait être des nuages ​​de particules subatomiques exotiques qui se désintègrent radioactivement ou qui se heurtent et s'annihilent en rafales d'énergie qui ajoutent de la lumière à la lueur universelle. Un autre indice possible pourrait être une erreur courante. Selon les auteurs de l'étude, la possibilité que les astronomes se soient trompés et aient manqué la source de lumière existe, la vérité n'est que de 5%. Eh bien, j'espère que de futures recherches pourront éclairer cette tache sombre de l'espace proche.