O universo contém um número impressionante de estrelas - mas as melhores estimativas dos cientistas podem ser uma contagem inferior. Um foguete de sondagem financiado pela NASA está sendo lançado com um instrumento aprimorado para procurar evidências de estrelas extras que podem ter sido perdidas na contagem de cabeças estelares.

O Cosmic Infrared Background Experiment-2, ou CIBER-2, missão é a última de uma série de lançamentos de foguetes que começaram em 2009. Liderada por Michael Zemcov, professor assistente de física e astronomia no Rochester Institute of Technology, em Nova York, A janela de lançamento da CIBER-2 abre no White Sands Missile Range no Novo México em 6 de junho, 2021.

Se você teve o prazer de ver um céu aberto em um céu claro, noite escura, você provavelmente ficou impressionado com o grande número de estrelas. Talvez você até tenha tentado contá-los. (Se não, uma dica:existem algo em torno de cinco mil visíveis a olho nu da Terra.) Mas a verdadeira maravilha é que nosso céu noturno salpicado representa apenas a menor amostra do que está realmente lá fora.

Para obter uma estimativa aproximada do número total de estrelas no universo, os cientistas calcularam o número médio de estrelas em uma galáxia, algumas estimativas colocam em cerca de 100 milhões, embora pudesse ser 10 ou mais vezes maior - e multiplicado pelo número de galáxias, considerado cerca de 2 trilhões (também muito provisório). Isso dá a você cem quintilhões de estrelas (ou 1 com 21 zeros depois). São mais de 10 estrelas para cada grão de areia na Terra (estimado em cerca de sete quintilhões e meio).

Mas mesmo esse número astronomicamente alto pode estar subestimado. Esse cálculo assume tudo, ou pelo menos a maioria, as estrelas estão dentro das galáxias. Com base em descobertas recentes, isso pode não ser bem verdade - e é o que a missão CIBER-2 está tentando descobrir.

O instrumento CIBER-2, como o instrumento CIBER anterior em que é baseado, será lançado a bordo de um foguete de sondagem - um pequeno foguete suborbital que carrega instrumentos científicos em breves viagens ao espaço antes de retornar à Terra para se recuperar. Uma vez acima da atmosfera da Terra, CIBER-2 irá pesquisar um pedaço de céu de cerca de 4 graus quadrados - para referência, a Lua cheia ocupa cerca de meio grau - o que inclui dezenas de aglomerados de galáxias. Não vai contar estrelas, mas irá detectar o difuso, brilho que preenche o cosmos conhecido como luz de fundo extragaláctica.

"Este brilho de fundo é a luz total produzida ao longo da história cósmica", disse Jamie Bock, professor de física na Caltech em Pasadena, Califórnia, e pesquisador líder dos primeiros quatro voos da CIBER. Essa luz de fundo abrange uma gama de comprimentos de onda, mas CIBER-2 se concentrará em uma pequena porção chamada de fundo infravermelho cósmico, ou CIB. Acredita-se que muito do CIB venha de anãs M e K, os tipos de estrelas mais comuns no universo, embora esse não seja o único contribuidor. "Nosso método mede a luz total, incluindo de fontes que ainda não identificamos, "Bock disse.

Quando você não consegue contar estrelas individuais em uma galáxia, o brilho do CIB deve fornecer uma boa estimativa de quantos anões M e K existem. E se todas essas estrelas estão dentro da galáxia, essa luz deve ser mais brilhante em direção ao seu centro. Em 2007, os cientistas usaram o telescópio espacial Spitzer da NASA para observar aglomerados de galáxias e fazer esse tipo de medição.

Mas o Spitzer observou mais luz do que o esperado de populações de galáxias conhecidas - as flutuações no brilho do CIB indicavam que algo estava faltando.

Bock e Zemcov - na época um pesquisador de pós-doutorado, mas agora o investigador principal da CIBER-2 - voaram na primeira missão da CIBER para verificar esses resultados com um telescópio melhor otimizado para a tarefa.

"Então, fizemos essa medição, e chegamos a uma resposta que foi desconfortável, "disse Zemcov." Houve muito mais flutuações do que esperávamos - uma explicação é que há mais luz vindo de fora das galáxias do que havíamos pensado. "

A luz extra, eles acreditam, pode ser do brilho de estrelas anãs perdidas. Essas estrelas poderiam ter sido lançadas para fora de sua galáxia natal quando ela se fundiu com outra, um processo conhecido como remoção das marés. Essas estrelas longínquas são conhecidas por cercar a Via Láctea, embora as contagens atuais sugiram que não há número suficiente deles para produzir o sinal CIBER medido.

"Mais e mais pesquisas sugerem que existe um número significativo de estrelas deste tipo fora das galáxias, "Zemcov disse.

Mas surgiram hipóteses alternativas para esse excesso de luz. "Nós sabemos que parte dessa luz vem de galáxias, e algumas das primeiras estrelas a brilhar, mesmo que eles já tenham partido há muito tempo, "disse Bock. Alguma luz da nossa própria galáxia pode até poluir as medições, embora a equipe da CIBER tenha feito o possível para filtrá-lo. Existem também possibilidades mais exóticas, como buracos negros de colapso direto do universo primitivo - enormes nuvens de gás que se transformaram em buracos negros sem se tornarem estrelas primeiro - cuja luz ultravioleta teria se estendido através do espaço em expansão até os comprimentos de onda infravermelhos mais longos que vemos hoje. A CIBER-2 foi projetada para ajudar a resolver a questão, distinguindo essas possibilidades.

A luz das anãs extragalácticas M e K deve se espalhar para o alcance visível, portanto, o CIBER-2 foi projetado para observar uma gama expandida de comprimentos de onda - do infravermelho próximo à luz verde visível - para ver se está lá. A CIBER-2 também pode distinguir a luz das primeiras galáxias e estrelas ou dos primeiros buracos negros em colapso direto:Ambos devem ter uma porção característica de sua luz total ausente, a parte absorvida pela espessa névoa de hidrogênio intergaláctico no início do universo.

Por enquanto, todas as possibilidades permanecem na mesa. Mas se nossa contagem de estrelas realmente aumentar, Os resultados da CIBER-2 logo poderão nos dizer.

"Há indícios de que definitivamente não estamos captando todas as coisas do universo. E quanto mais as pessoas olham, quanto mais eles veem, "disse Zemcov.