¿Cómo de oscuro es el espacio? Si te alejas de las luces de la ciudad y miras hacia arriba, el cielo entre las estrellas parece muy oscuro. Por encima de la atmósfera de la Tierra, el espacio exterior se oscurece aún más, desvaneciéndose a un tono negro como la tinta. Y aun así, el espacio no es absolutamente negro. El universo tiene un tenue brillo impregnado de innumerables estrellas y galaxias distantes.

Nuevas mediciones de ese débil resplandor de fondo muestran que las galaxias invisibles son menos abundantes de lo que sugirieron algunos estudios teóricos, que suman solo cientos de miles de millones en lugar de los dos billones de galaxias como se pensaba anteriormente.

"Es un número importante que conocer, ¿cuántas galaxias hay?" dijo Marc Postman del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland, autor principal del estudio. "Simplemente no vemos la luz de dos billones de galaxias."

La estimación anterior fue extrapolada de observaciones de cielo muy profundo por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA. Se basó en modelos matemáticos para estimar cuántas galaxias eran demasiado pequeñas y débiles para que el Hubble las viera. Ese equipo concluyó que el 90% de las galaxias del universo estaban más allá de la capacidad del Hubble para detectarlas en luz visible. Los nuevos hallazgos, que se basaron en mediciones de la distante misión New Horizons de la NASA, sugieren un número mucho más modesto, consistente con los datos más antiguos del Hubble.

"Tome todas las galaxias que el Hubble puede ver, duplique ese número, y eso es lo que vemos, pero nada más," dijo Tod Lauer de NOIRLab de NSF, autor principal del estudio.

El fondo óptico cósmico que el equipo trató de medir es el equivalente en luz visible del fondo cósmico de microondas más conocido: el débil resplandor del propio Big Bang, antes de que existieran las estrellas.

“Mientras que el fondo cósmico de microondas nos habla de los primeros 450.000 años después del Big Bang, el fondo óptico cósmico nos dice algo sobre la suma total de todas las estrellas que se han formado desde entonces,” explicó Postman. “Impone una restricción al número total de galaxias que se han creado y dónde podrían estar en el tiempo.”

Tan poderoso como es el Hubble, el equipo no pudo usarlo para hacer estas observaciones. Aunque se encuentra en el espacio, el Hubble orbita la Tierra y aún sufre contaminación lumínica. El sistema solar interior está lleno de diminutas partículas de polvo de asteroides y cometas desintegrados. La luz del Sol se refleja en esas partículas, creando un resplandor llamado luz zodiacal que puede ser observado incluso por los observadores del cielo en la tierra.

Para escapar de la luz zodiacal, el equipo tuvo que usar un observatorio que escapó del sistema solar interior. Afortunadamente, la nave espacial New Horizons, que ha entregado las imágenes más cercanas de Plutón y el objeto Arrokoth del Cinturón de Kuiper, está lo suficientemente lejos para realizar estas mediciones. A su distancia (más de 6 mil millones de kilómetros de distancia cuando se tomaron estas observaciones), New Horizons experimenta un cielo ambiental 10 veces más oscuro que el cielo más oscuro accesible al Hubble.

“Este tipo de mediciones son extremadamente difíciles. Mucha gente ha intentado hacer esto durante mucho tiempo,” dijo Lauer. “New Horizons nos proporcionó un punto de vista para medir el fondo óptico cósmico mejor de lo que nadie ha podido hacerlo.”

El equipo analizó imágenes existentes de los archivos de New Horizons. Para desentrañar el débil resplandor de fondo, tuvieron que corregir una serie de otros factores. Por ejemplo, restaron la luz de las galaxias que se espera que existan y que son demasiado débiles para ser identificables. La corrección más desafiante fue eliminar la luz de las estrellas de la Vía Láctea que se reflejaba en el polvo interestelar hacia la cámara.

La señal restante, aunque extremadamente débil, aún se podía medir. Postman lo comparó con vivir en un área remota lejos de las luces de la ciudad, acostado en su habitación por la noche con las cortinas abiertas. Si un vecino a más de 1 kilómetrosde la calle abriera su refrigerador en busca de un bocadillo de medianoche y la luz de su refrigerador se reflejara en las paredes del dormitorio, sería tan brillante como el fondo detectado por New Horizons.

Entonces, ¿cuál podría ser la fuente de este resplandor sobrante? Es posible que una abundancia de galaxias enanas en el universo relativamente cercano esté más allá de la detectabilidad. O los halos difusos de las estrellas que rodean a las galaxias podrían ser más brillantes de lo esperado. Podría haber una población de estrellas intergalácticas rebeldes esparcidas por todo el cosmos. Quizás lo más intrigante es que puede haber muchas más galaxias distantes y débiles de las que sugieren las teorías. Esto significaría que la distribución uniforme de los tamaños de galaxias medidos hasta la fecha aumenta abruptamente más allá de los sistemas más débiles que podemos ver, al igual que hay muchas más piedras en una playa que rocas.

El próximo telescopio espacial James Webb de la NASA puede ayudar a resolver el misterio. Si la causa son galaxias individuales débiles, entonces las observaciones de campo ultraprofundo de Webb deberían poder detectarlas.