¿Cómo puede el telescopio Hubble ver la luz de las galaxias que están a millones de años luz de distancia?

La extinción típica de una línea de visión fuera de nuestra Galaxia (pero evitando el plano galáctico) es del orden de unas décimas de magnitud en longitudes de onda visibles (es un factor de 10 menos en el infrarrojo y factores de unos pocos más en el ultravioleta).

Esto significa que la atenuación típica de una señal que llega al HST desde fuera de la Galaxia es de alrededor de, digamos$10^{-0.2/2.5} = 0.83$es decir, el 83% de la luz llega aquí.

Por supuesto, si observas en una dirección en la que el camino de la luz viaja en el plano galáctico, entonces la extinción es mucho mayor y te impide ver objetos extragalácticos (o incluso objetos del otro lado de nuestra galaxia).

En el medio intergaláctico , la atenuación es mucho menor, porque la densidad del material (átomos, moléculas, etc.) que podría absorber o dispersar la luz también es mucho menor, típicamente$10^{-7}-10^{-6}$átomos de H por cc, en comparación con quizás$10$Átomos de H por cc en el medio interestelar galáctico (en el plano galáctico).

Esto en sí mismo no es una explicación de por qué la luz no se absorbe/dispersa, ya que la luz que viaja hacia la galaxia podría encontrar una densidad de columna de átomos de H de$10^{19}$a$10^{20}$cm$^{-2}$, pero incluso con densidades muy bajas de IGM, se podrían alcanzar columnas similares a distancias de decenas o cientos de millones de años luz.

Creo que la razón principal es que el polvo que es principalmente responsable de bloquear la luz visible es aún menos común con respecto al gas en el medio intergaláctico que en el medio interestelar. El polvo es producido por estrellas y supernovas dentro de las galaxias, y aunque parte escapa al medio intergaláctico, hay muy poco. Las observaciones de supernovas de tipo Ia en diferentes corrimientos al rojo sugieren que la extinción debida al polvo intergaláctico es menor que alrededor de 0,1 mag para los fotones que viajan desde el corrimiento al rojo de 0,5 (alrededor de 5 mil millones de años luz de distancia) y que la relación polvo-gas es solo una centésima. del valor galáctico ( Inoue & Kamaya 2003 ).

Porque la luz los dejó hace mucho tiempo. Vemos los objetos distantes no como son ahora, sino como eran cuando se fue la luz. ¡Así que podemos estudiar el progreso de la evolución de las estrellas y las galaxias mirándolas a diferentes distancias y, por lo tanto, a diferentes tiempos!