A csillagok között sötétben rejtett minden fény, amelyet az univerzum a Nagyrobbanás óta létrehozott.
A tudósok úgy gondolják, hogy körülbelül tudják, mennyi fény van. Születésük óta, néhány millió évvel a Nagyrobbanás után, a csillagok körülbelül 4 x 10 ^ 84 fotont vagy fényrészecskét hoztak létre a ma (29. november), a Science folyóiratban közölt új mérések szerint.
Marco Ajello, a Clemson Egyetem tanulmányi társszerzője és asztrofizikusa az univerzumban a legtöbb csillagból származik.
A következő történik: A csillagokat, mint például a napot, a magban lévő nukleáris reakciók hajtják végre, ahol a hidrogén protonok összeolvadva képeznek héliumot. Ez a folyamat energiát is felszabadít gamma-sugár fotonok formájában. Ezeknek a fotonoknak százmilliószor több energiája van, mint a közönséges fotonoknak, amelyeket látható fényként látunk.
Mivel a nap magja nagyon sűrű, ezek a fotonok nem tudnak elmenekülni, hanem inkább atomokba és elektronokba ütköznek, végül energiaveszteséggel járnak. Több százezer évvel később elhagyják a napot, mintegy egymilliószor kevesebb energiával, mint a látható fény - mondta Ajello.
A fény, amelyet láthatunk, a csillagok által létrehozott fotonokból származik a saját galaxisunkban, ideértve a napot is. Az univerzum más részein - a sötét égben rejtett csillagok között elrejtett - világosságot mérni "nehéz, mert nagyon-nagyon homályos" - mondta Ajello a Live Science-nek. Valójában, ha megpróbálnánk látni az egész világot az univerzumban, olyan lenne, mintha egy 60 wattos villanykörtét nézzünk 2,5 mérföldre (4 kilométer) távolabb - tette hozzá.
Tehát Ajello és csapata közvetett módszert használt a fény mérésére, a NASA Fermi Gamma-ray Űrtávcsőjének adataira támaszkodva, amely a Föld körül kering körül 2008 óta. galaxisok fekete lyukakkal, amelyek az irányunkba gamma-sugarakat lőnek) és egy gamma-sugárzás tört (rendkívül nagy energiájú robbanás) annak becslésére, hogy mennyi csillagfény létezett az univerzum különböző korszakaiban - minél távolabb vannak a gamma-sugarak forrása , annál régebben az idő.
Az univerzumon áthaladva ezekben a gamma-sugarakban a fotonok kölcsönhatásba lépnek az "extragalaktikus háttérvilágítással", a csillagok által létrehozott ultraibolya, optikai és infravörös fotonok ködével. Ez a folyamat a fotonokat elektronokká és azok antianyag-partnerévé, pozitronokká alakítja. A kis változások észlelésével Ajello és csapata meg tudta becsülni, hogy mekkora csillagfény vagy "köd" volt különböző időpontokban.
A tudósok megállapították, hogy a csillagok a legmagasabb sebességgel képződtek mintegy 10 milliárd évvel ezelőtt, és ezt követően a csillagok képződése rendkívül csökken. A valaha előállított csillagfény teljes mennyisége "nem túl fontos" - mondta Ajello.
Valójában a 4 x 10 ^ 84 szám, amelyet a kutatók az összes előállított fotonszámra kiszámítottak, tízszeresére túl alacsony lehet. Ennek oka az, hogy nem tartalmazza az infravörös spektrum fotonjait, amelyek alacsonyabb energiájú, mint a látható fény - mondta Ajello.
Az izgalmasabb eredmény, hogy a kutatók kiszámíthatják, hogy hány és milyen típusú foton létezett az univerzum különböző korszakaiban, kezdve a (szinte) kezdettel. Ajello és csapata csillagfénytörténetet épített fel, amely a kozmikus idő több mint 90 százalékát fedi le. A másik 10 százalék, a csillagfény legelején megszervezéséhez "talán még tíz év megfigyelésre várnunk kellene" - mondta Ajello.
A világegyetem gyerekkora alatt létrejött csillagfény pillanatképe származhat a hatalmas James Webb Űrtávcsőből, amelynek becslése szerint 2021-es indulása van - mondta Ajello.
Ez "a Fermi csapat újabb mérföldköve" - írja Elisa Prandini, az olaszországi Padova Egyetem Fizikai és Csillagászati Tanszékének posztdoktori ösztöndíja egy perspektivikus részben a Science ugyanazon kiadásában. Prandini, aki nem vett részt a jelenlegi kutatásban, szintén befejezte perspektíváját a James Webb Űrtávcső és a "közvetlen" mérésekkel való megemlítésével.
