Тъй като първите звезди за първи път започнаха да мигат около 100 милиона години след Големия взрив, нашата вселена е произвела приблизително един трилион трилиона звезди, всяка изпомпваща звездна светлина навън в Космоса. Това е умопомрачаващо количество енергия, но за учените от сътрудничеството за телескоп на големи площи Ферми това предизвика предизвикателство. Хана Девлин от The Guardian съобщава, че астрономите и астрофизиците са се заели с монументалната задача да изчислят колко звездна светлина е излъчена от началото на Вселената преди 13, 7 милиарда години.
И така, колко звездна светлина има? Според статията в списанието Science, в нашата Вселена са произведени звезди от 4 × 10 ^ 84 фотона, или 4 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 фотона.
За да стигне до този изумителен брой, екипът анализира данни от десетилетия от космическия телескоп Fermi Gamma-Ray, проект на НАСА, който събира данни за образуването на звезди. Екипът разгледа конкретно данните от екстрагалактичната фонова светлина (EBL) космическа мъгла, проникваща във Вселената, където 90 процента от ултравиолетовата, инфрачервената и видимата радиация, излъчвана от звездите, свършва. Екипът изследва 739 блазари, вид галактика със супермасивна черна дупка в центъра си, която изстрелва потоци от снимки на гама-лъчи директно към Земята с почти скоростта на светлината. Обектите са толкова ярки, че от Земята могат да се видят дори изключително далечни блазари. Тези фотони от лъскавите галактики се сблъскват с EBL, който абсорбира част от фотоните, оставяйки отпечатък, който изследователите могат да изучават.
Гледането на блазари на възраст от 2 милиона до 11, 6 милиарда години позволи на изследователите да използват чувствителните инструменти на телескопа Fermi, за да анализират светлината си, измервайки колко радиация е загубила, докато се е движила през EBL. Това им позволява да създадат точна мярка за плътността или дебелината на EBL във времето, по същество създавайки история на звездната светлина във Вселената, тъй като в дълбокото пространство, разстоянието и времето са почти едно и също нещо.
"Използвайки блазари на различни разстояния от нас, ние измервахме общата звездна светлина в различни периоди от време", казва съавторът Вайдехи Палия от университета в Клемсън в съобщение за пресата. „Измервахме общата звездна светлина на всяка епоха - преди един милиард години, преди два милиарда години, преди шест милиарда години и т.н. - чак до момента, когато звездите са се образували за първи път. Това ни позволи да реконструираме EBL и да определим историята на звездообразуването на Вселената по по-ефективен начин, отколкото беше постигнато преди. "
Изследователите в миналото са се опитвали да измерят EBL, но не са успели да преодолеят локализирания прах и звездна светлина близо до Земята, което прави почти невъзможно да се събират добри данни за EBL. Телескопът на Ферми обаче най-накрая позволи на екипа да сведе до минимум тази намеса, като гледа гама лъчи. Събраните от тях данни са в съответствие с предишните оценки за плътността на EBL.
Проучването показва, че пикът на образуването на звезди във Вселената се е състоял преди около 11 милиарда години. С течение на времето драстично се забави, но звездите все още се образуват, като около седем нови звезди светят само в Млечния път всяка година.
Проучването не беше просто упражнение за разбиване на нулевия ключ. Райън Ф. Манделбаум от Gizmodo съобщава, че измерването дава на учените горна граница за броя на галактиките, които са плавали преди около 12 милиарда години по време на епохата на реионизация, периода, когато тъмната материя, водородът и хелият за първи път се сляха в звезди и обикновена материя, Възможно е също така измерването на EBL да помогне за разработването на нови начини за търсене на неизвестни типове частици.
Астрофизикът и водещ автор на Клемсън Марко Аело казва в изданието, че изследването е също добра стъпка към разбирането на най-ранните дни на Вселената.
„Първите милиарди години от историята на нашата Вселена са много интересна епоха, която все още не е изследвана от сегашните спътници“, казва той. „Нашето измерване ни позволява да надникнем в него. Може би един ден ще намерим начин да погледнем целия път обратно към големия взрив. Това е нашата крайна цел. "
