De când primele stele au început să pâlpâie la aproximativ 100 de milioane de ani după Big Bang, universul nostru a produs aproximativ un trilion de trilioane de stele, fiecare pompând lumina stelară în cosmos. Aceasta este o cantitate minunată de energie, dar pentru oamenii de știință de la colaborarea cu telescopul Fermi Large Area a prezentat o provocare. Hannah Devlin de la The Guardian relatează că astronomiștii și astrofizicienii și-au asumat sarcina monumentală de a calcula cât de mult a fost emisă lumina stelară de când universul a început în urmă cu 13, 7 miliarde de ani.
Deci, câtă lumină stelară există? Conform lucrării din revista Science, 4 × 10 ^ 84 fotoni în valoare de lumină stelară au fost produse în universul nostru sau 4.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.
Pentru a ajunge la acest număr extraordinar de ginorm, echipa a analizat date în valoare de zeci de ani de la Telescopul Spațial-ray Fermi Gamma, un proiect NASA care colectează date despre formarea stelelor. Echipa a analizat în mod special datele din lumina extragalactică de fundal (EBL), o ceață cosmică care pătrunde în univers, unde 90% din radiațiile ultraviolete, infraroșii și vizibile emise de la stele se termină. Echipa a examinat 739 de blazare, un tip de galaxie cu o gaură neagră supermasivă în centrul său, care trage fluxuri de fotografii cu raze gamma direct spre Pământ, la aproape viteza luminii. Obiectele sunt atât de strălucitoare, chiar și zăbrele extrem de îndepărtate pot fi văzute de pe Pământ. Acești fotoni din galaxiile strălucitoare se ciocnesc cu EBL, care absoarbe o parte din fotoni, lăsând o amprentă pe care cercetătorii o pot studia.
Privind blazars cu vârste cuprinse între 2 milioane și 11, 6 miliarde de ani, le-a permis cercetătorilor să folosească instrumentele sensibile de pe telescopul Fermi pentru a analiza lumina lor, măsurând cât de multă radiație a pierdut pe măsură ce a trecut prin EBL. Acest lucru le-a permis să creeze o măsură precisă a densității sau grosimii EBL în timp, creând în esență o istorie a luminii stelare în univers, deoarece, în spațiul profund, distanța și timpul sunt aproape același lucru.
„Folosind blazare la distanțe diferite de noi, am măsurat lumina totală a stelelor la diferite perioade de timp”, spune co-autorul Vaidehi Paliya, de la Universitatea Clemson, într-un comunicat de presă. „Am măsurat lumina totală a stelelor din fiecare epocă - acum un miliard de ani, acum două miliarde de ani, acum șase miliarde de ani, etc. - până la momentul formării stelelor. Acest lucru ne-a permis să reconstruim EBL și să determinăm istoria formării stelare a universului într-o manieră mai eficientă decât se obținuse până acum. "
Cercetătorii au încercat să măsoare EBL în trecut, dar nu au reușit să treacă de praful localizat și lumina stelelor aproape de Pământ, ceea ce face aproape imposibilă colectarea de date bune pe EBL. Cu toate acestea, telescopul Fermi a permis echipei să minimizeze această interferență, uitându-se la razele gamma. Datele colectate sunt în conformitate cu estimările anterioare pentru densitatea EBL.
Studiul arată că apogeul formării stelelor în univers a avut loc în urmă cu aproximativ 11 miliarde de ani. De-a lungul timpului, s-a încetinit drastic, dar stelele se formează în continuare, cu aproximativ șapte stele noi aprinse în Calea Lactee în fiecare an.
Studiul nu a fost doar un exercițiu în care s-a spart cheia zero. Ryan F. Mandelbaum de la Gizmodo raportează că măsurarea conferă omului de știință o limită superioară numărului de galaxii care pluteau în urmă cu aproximativ 12 miliarde de ani în timpul Epocii Reionizării, perioada în care materia întunecată, hidrogenul și heliul s-au reunit pentru prima dată în stele și materie obișnuită. . De asemenea, este posibil ca măsurarea EBL să ajute la dezvoltarea de noi modalități de a căuta tipuri de particule necunoscute.
Astrofizicistul Clemson și autorul principal Marco Ajello spune în comunicat că studiul este, de asemenea, un pas bun spre înțelegerea primelor zile ale universului.
„Primii miliarde de ani din istoria universului nostru sunt o epocă foarte interesantă, care nu a fost încă identificată de sateliții actuali”, spune el. „Măsurarea noastră ne permite să aruncăm o privire în interiorul ei. Poate că într-o zi vom găsi o modalitate de a privi tot drumul înapoi spre big bang. Acesta este scopul nostru final. "
