Ves la imagen del Campo Ultra Profundo del Hubble …
… y piensa: “Hombre, eso es asombroso. Si el Hubble puede hacer un acercamiento tan profundo, debería poder ver la uña del alienígena en la próxima galaxia”. Entonces miras la imagen de la galaxia de Andrómeda, que es nuestra gran galaxia vecina más cercana …
[Imagen: APOD.NASA]
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… eso se ve muy de cerca, y también puedes ver algunos detalles, pero aún no puedes ver ninguna estrella individual. Algo parece estar mal. Entonces decides comenzar desde abajo y mirar nuestro propio sistema solar.
Así es como se ve Plutón, un antiguo planeta de nuestro propio sistema solar con el telescopio Hubble:
[Una imagen tomada el 7 de julio de 2012 por la Wide Field Camera 3 en el telescopio espacial Hubble]
Eso es pequeño! Incluso si mejora la imagen, todo lo que ve es esto:
¿Puedes incluso distinguir colinas y valles en su superficie a partir de esta imagen? Si apenas puede ver la superficie del planeta (enano) en nuestro propio sistema solar, que está a no más de 50 UA de distancia (a menos de 0,0008 años luz), ¿cómo espera ver los signos de vida extraterrestre en un planeta? que está a una docena de años luz de distancia? Diablos, ni siquiera conocemos todas las estrellas en nuestro vecindario. Recientemente se descubrió una estrella enana marrón a unos 7 años luz de distancia [La NASA descubre al vecino enano marrón más frío del sol]. Incluso cuando se trata de nuestro vecino más cercano, Alpha Centauri, ¿no estamos seguros de si hay un planeta en ese sistema o no? {ver: Alpha Centauri]. La lista de estrellas y enanas marrones más cercanas en wikipedia da una buena idea sobre cuántas estrellas cercanas pueden tener planetas a su alrededor.
Entonces dices: “Ahora entiendo que es realmente difícil observar planetas con Hubble. Pero entonces, ¿cómo se toman fotos tan buenas de galaxias a lo lejos?” Entonces la respuesta a esta pregunta es simple. Las galaxias son realmente ENORMES . Un análisis simple que puede hacer resolverá esta pregunta. La extensión (diámetro) de una galaxia promedio es de aproximadamente 50,000-150,000 años luz. Entonces supongamos una galaxia de diámetro de 100,000 años luz ([matemáticas] 10 ^ 5 Ly [/ matemáticas]) que está aproximadamente a 10 mil millones de años luz de distancia. Entonces, el tamaño angular de la galaxia que podemos ver es la relación de [matemática] diámetro / distancia [/ matemática] es [matemática] 10 ^ {- 5} [/ matemática] radianes **. En comparación, la resolución angular del telescopio Hubble es de aproximadamente 0.04 segundos de arco, que es ~ 0.00000019 radianes o [matemática] 1.9 \ veces 10 ^ {- 7} [/ matemática] radianes. En un lenguaje simple, lo que significa es que cada píxel en la cámara del Hubble es 0.19 microradianes. Entonces, nuestra galaxia, a 10 mil millones de años luz de distancia, tendrá ~ 50 píxeles de tamaño. Si realiza el mismo cálculo para Plutón, ¡encontrará que Plutón tiene menos de 3 píxeles!
¡Este es el caso de una roca de 2400 km de ancho justo al lado de nosotros! Un planeta súper-Tierra del diámetro de 19,000 km (el diámetro de la Tierra, si se está preguntando, es de 12,742 km), a una distancia de más de 0.01 año luz ni siquiera hará un solo píxel en el telescopio Hubble.
Dadas estas limitaciones, ¡es un logro notable que hayamos confirmado más de 1800 exoplanetas para 2014 y se descubran más todos los días!
TL; DR: Es difícil porque los planetas son realmente muy pequeños y nuestros telescopios no pueden resolverlos, mientras que las galaxias son realmente muy grandes, por lo que parecen grandes.
** podemos aproximar esto debido a la
++ Todas las imágenes son del telescopio espacial Hubble. ++