Azóta, hogy az első csillagok körülbelül 100 millió évvel a Big Bang után villogtak, világegyetemünk körülbelül egy billió billió csillagot hozott létre, mindegyik csillagfényt pumpálva a kozmoszba. Ez elképesztő energiamennyiség, ám a Fermi nagyteljesítményű távcső együttműködésének tudósai számára ez kihívást jelentett. Hannah Devlin a The Guardian-ban arról számol be, hogy a csillagászok és az asztrofizikusok monumentális feladatot vállaltak arra, hogy kiszámítsák, mennyi csillagfényt bocsátottak ki az univerzum kezdete óta 13, 7 milliárd évvel ezelőtt.
Szóval mennyi csillagfény van? A Science folyóirat tanulmánya szerint világegyetemünkben 4 × 10 ^ 84 foton értékű csillagfényt állítottak elő, vagyis 4 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000, 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 fotont.
A megdöbbentően óriási szám eléréséhez a csapat évtizedes adatokkal elemezte a Fermi Gamma-ray Űrtávcsőjét, egy NASA-projektet, amely adatokat gyűjt a csillagok kialakulásáról. A csapat kifejezetten az extragalaktikus háttérvilágítás (EBL) adatait vizsgálta, amely az univerzumot áteresztő kozmikus ködből származik, ahol a csillagok által kibocsátott ultraibolya, infravörös és látható sugárzás 90% -a végül áll. A csoport 739 fényszórót vizsgált, egy olyan galaxis típusát, amelynek középpontjában egy szupermasszív fekete lyuk található, amely szinte a fénysebességgel közvetlenül a Föld felé hajtja a gamma-sugárzásból származó fotókat. A tárgyak annyira fényesek, hogy még a Földről is rendkívül távoli látványelemek láthatók. Ezek a fényes galaxisokból származó fotonok ütköznek az EBL-lel, amely elnyeli a fotonok egy részét, és nyomot hagy a kutatók számára.
A 2 millió és 11, 6 milliárd év közötti életkorú fényszórók vizsgálata lehetővé tette a kutatók számára, hogy a Fermi távcső érzékeny műszereivel elemezzék fényüket, és megmérjék, mennyi sugárzást vesztett el, amikor áthalad az EBL-en. Ez lehetővé tette számukra az EBL sűrűségének vagy vastagságának pontos mérését az idő múlásával, lényegében a csillagfény történetét hozva létre az univerzumban, mivel a mély űrben a távolság és az idő szinte ugyanaz.
"A tőlünk eltérő távolságban lévő fényszórók használatával a teljes csillagfényt különféle időszakokban mértük" - mondja Vaidehi Paliya, a Clemsoni Egyetem társszerzője egy sajtóközleményben. „Megmértük az egyes korszakok teljes csillagfényképeit - egy milliárd évvel ezelőtt, két milliárd évvel ezelőtt, hat milliárd évvel ezelőtt stb. - egészen a csillagok kialakulásának idején. Ez lehetővé tette számunkra, hogy rekonstruáljuk az EBL-t, és az eddigieknél hatékonyabban meghatározzuk az univerzum csillagképző történetét. ”
A kutatók a múltban megpróbálták mérni az EBL-t, de nem tudtak átjutni a föld közelében lévő lokalizált portól és csillagfénytől, így szinte lehetetlenné vált az EBL-re vonatkozó jó adatgyűjtés. A Fermi távcső azonban végül lehetővé tette a csapat számára, hogy minimalizálja ezt az interferenciát gamma-sugarak segítségével. Az általuk összegyűjtött adatok összhangban állnak az EBL sűrűségére vonatkozó korábbi becslésekkel.
A tanulmány azt mutatja, hogy a csillagképződés csúcsa az univerzumban körülbelül 11 milliárd évvel ezelőtt történt. Az idő múlásával drasztikusan lelassult, de a csillagok még mindig kialakulnak, mintegy hét új csillag évente csak a Tejútban világít.
A tanulmány nemcsak a nulla kulcs összetörésének gyakorlata volt. Ryan F. Mandelbaum a Gizmodo-nál arról számolt be, hogy a mérés felső határt ad a tudósnak azon galaxisok számára, amelyek körülbelül 12 milliárd évvel ezelőtt úsztak a Reionizáció korszakában, amikor a sötét anyag, a hidrogén és a hélium először csillagokká és közönséges anyaggá esett. . Az is lehetséges, hogy az EBL mérés új módszerek kidolgozását segítheti elő az ismeretlen részecsketípusok keresésére.
Clemson asztrofizikus és vezető szerző, Marco Ajello közleményében azt állítja, hogy a tanulmány szintén jó lépés az univerzum legkorábbi napjainak megértése felé.
"Világegyetemünk története első milliárd éve nagyon érdekes korszak, amelyet a jelenlegi műholdak még nem teszteltek" - mondja. „Mérésünk lehetővé teszi számunkra, hogy benne nézzünk. Lehet, hogy egy nap megtaláljuk a módját, hogy visszatekinthessünk a nagyrohamra. Ez a végső célunk. ”
