Już od wielu lat nie jest tajemnicą, że Droga Mleczna to tylko jedna z bardzo wielu galaktyk we Wszechświecie. Do tego - pomijając fakt, że znajduje się w niej Układ Słoneczny - nie wyróżnia się na tle innych. Badacze dotąd nie byli jednak pewni, jak wiele może być wszystkich galaktyk we Wszechświecie.
Częściowo na to pytanie pomógł odpowiedzieć Kosmiczny Teleskop Hubble'a, który wykonał trzy niesamowite zdjęcia wąskiego wycinka nieba - sfotografował Głębokie (1995 r.), Ultragłębokie (2004 r.) i Ekstremalnie Głębokie Pola Hubble'a (2012 r.). W przypadku ostatniego ze zdjęć, w wyjątkowo małym wycinku nieba widocznych jest aż 5,5 tys. galaktyk.
Zakładając mniej więcej równomierne rozmieszczenie galaktyk w przestrzeni, można w łatwy sposób oszacować ich liczbę we Wszechświecie. Przynajmniej tym widzialnym z Ziemi. Problemem jest jednak to, że w rzeczywistości może ich być znacznie więcej, jednak ze względu m.in. na stosunkowo niskie możliwości obserwacyjne Teleskopu Hubble'a i gigantyczne odległości, nie jesteśmy w stanie zarejestrować ich wyjątkowo słabego blasku. Uwzględniając te aspekty, badacze oszacowali więc liczbę wszystkich galaktyk na ok. 2 biliony.
Problem zanieczyszczenia światłem
Teraz badacze z NASA wykorzystali sondę kosmiczną New Horizons do ponownego oszacowania liczby galaktyk. To ta sama sonda, która w 2015 roku wykonała fenomenalne zdjęcia Plutona, a w 2019 roku sfotografowała znajdującą się jeszcze dalej niewielką planetoidę Arrokoth z Pasa Kuipera. Dziś New Horizons znajduje się ok. 50 au (jednostek astronomicznych) od Słońca (1 au to dystans dzielący Ziemię i Słońce, czyli ok. 150 mln km). Wystarczająco daleko, aby obserwować zupełnie inne niebo niż to widoczne z okolic Ziemi.
Przede wszystkim mniej zanieczyszczone światłem słonecznym. Światło z naszej gwiazdy odbija się bowiem w drobinkach pyłu kosmicznego, którego sporo mamy w pobliżu naszej gwiazdy (to światło zodiakalne, które możemy obserwować nawet z powierzchni Ziemi). To zanieczyszczenie światłem nie pozwala Teleskopowi Hubble'a dojrzeć obiektów tak słabych, aby mogły przebić się przez zanieczyszczoną światłem przestrzeń, jednak na tyle mocnych, aby mógł zarejestrować je teleskop.
Ekstremalnie Głębokie Pole Hubble'a - najdalej sięgające zdjęcie kosmosu w historii fot. NASA; ESA; G. Illingworth, D. Magee, and P. Oesch, University of California, Santa Cruz; R. Bouwens, Leiden University; and the HUDF09 Team
Fotografia Ultragłębokiego Pola Hubble'a. Widoczne na niej obiekty to odległe galaktyki. Każda z nich może zawierać od 10 mln do biliona gwiazd i tyle samo planet. Zdjęcie obejmuje tak mały wycinek nieba, że nie są na nim widoczne pobliskie gwiazdy Drogi Mlecznej.
Wszechświat jest mniej zatłoczony niż sądzono
Jako że w pobliżu New Horizons ten problem jest już zdecydowanie mniejszy, badacze wykorzystali dane z sondy, aby określić jasność tego kosmicznego "tła świetlnego". Po odjęciu źródeł światła znanego pochodzenia (np. innych gwiazd w Drodze Mlecznej), zanieczyszczenie światłem było bardzo niewielkie (jednak wciąż mierzalne). Jak podają badacze, w miejscu, z którego przeprowadzono obserwacje, niebo jest 10 razy ciemniejsze niż z orbity Ziemi (gdzie jest Teleskop Hubble'a). W ten sposób udało się wyznaczać teoretyczną granicę widzialności dla najsłabszych źródeł światła z odległych zakątków kosmosu.
Wyniki badań pokazały, że poprzednie szacunki (mówiące o 2 bln galaktyk) były bardzo niedokładne. Zdaniem naukowców, niewidocznych dla Teleskopu Hubble'a galaktyk jest w rzeczywistości znacznie mniej niż sugerowano, dlatego ich całkowita liczba też jest mniejsza. Nowe szacunki określają liczbę wszystkich galaktyk w widzialnym Wszechświecie na kilkaset miliardów. Ile jest ich dokładnie? Tego oczywiście nie wiadomo. Okazuje się jednak, że Wszechświat jest najprawdopodobniej mniej zatłoczonym miejscem, niż sądzono do tej pory.
Badacze chcą teraz wykorzystać wciąż przygotowywany Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba dalszych badań. Kolejne, jeszcze dokładniejsze obliczenia liczby galaktyk mogą zostać poczynione na podstawie zdjęcia Ultragłębokiego Pola Webba, które w przyszłości ten - znacznie większy od Hubble'a - teleskop może wykonać.
