Medzi hviezdami je skryté všetko svetlo, ktoré vesmír vytvoril od Veľkého tresku.
Vedci si teraz myslia, že vedia približne koľko svetla to je. Podľa nových meraní, ktoré dnes zverejnili (29. novembra) v časopise Science, od svojho narodenia niekoľko miliónov rokov po Veľkom tresku vytvorili hviezdy približne 4 x 10 ^ 84 fotónov alebo častíc svetla.
Väčšina svetla vo vesmíre pochádza z hviezd, povedal Marco Ajello, spoluautor štúdie a astrofyzik na Clemson University.
Tu je to, čo sa stane: Hviezdy, ako je naše slnko, sú poháňané jadrovými reakciami v jadre, kde sú vodíkové protóny kondenzované dohromady, aby vytvorili hélium. Tento proces tiež uvoľňuje energiu vo forme fotónov gama. Tieto fotóny majú stok miliónov krát viac energie ako bežné fotóny, ktoré vidíme ako viditeľné svetlo.
Pretože jadro slnka je veľmi husté, tieto fotóny nemôžu uniknúť a namiesto toho neustále narážajú na atómy a elektróny, a nakoniec strácajú energiu. O stovky tisíc rokov neskôr opúšťajú slnko a majú asi miliónkrát menej energie ako viditeľné svetlo, povedal Ajello.
Svetlo, ktoré vidíme, pochádza z fotónov vytvorených hviezdami v našej vlastnej galaxii vrátane slnka. Meranie všetkého toho iného svetla v iných častiach vesmíru - skrytého na temnej oblohe medzi hviezdami, ktoré vidíme - je „ťažké, pretože je veľmi, veľmi matné,“ povedal Ajello pre Live Science. Skutočne by sa snažiť vidieť všetko svetlo vo vesmíre bolo ako pozerať sa na 60-wattovú žiarovku vzdialenú 4 km, dodal.
Ajello a jeho tím použili na meranie tohto svetla nepriamu metódu, opierajúc sa o údaje z Fermi gama-vesmírneho teleskopu NASA, ktorý obieha okolo Zeme od roku 2008. Vedci sa pozreli na gama lúče emitované zo 739 lúčov (neuveriteľne jasné) galaxie s čiernymi dierami, ktoré strieľajú gama lúčmi v našom smere) a jedným výbuchom gama lúčov (výbuch s extrémne vysokou energiou), ktorý odhaduje, koľko hviezdneho svetla existovalo počas rôznych epoch vesmíru - čím ďalej je zdroj gama lúčov. , tým skôr.
Keď prechádzajú vesmírom, fotóny v týchto lúčoch gama interagujú s „extragalaktickým svetlom pozadia“, hmlou ultrafialových, optických a infračervených fotónov produkovaných hviezdami. Tento proces transformuje fotóny na elektróny a ich antihmotných partnerov, pozitróny. Tým, že Ajello a jeho tím odhalili tieto malé zmeny, dokázali odhadnúť, koľko hviezdneho svetla alebo „hmly“ bolo v rôznych časoch.
Vedci zistili, že hviezdy sa tvorili najrýchlejšie pred asi 10 miliardami rokov a že potom sa tvorba hviezd nesmierne znížila. Celkové množstvo vyrobeného hviezdneho svetla „nie je veľmi dôležité“, povedal Ajello.
V skutočnosti by počet 4 x 10 ^ 84, ktorý výskumníci vypočítali pre celkový počet vyrobených fotónov, mohol byť asi 10-krát príliš nízky. Je to preto, že nezahŕňa fotóny v infračervenom spektre, ktoré majú nižšiu energiu ako viditeľné svetlo, uviedol Ajello.
Viac vzrušujúci výsledok je, že vedci mohli spočítať, koľko a aké typy fotónov existovali počas rôznych epoch vesmíru, počnúc (takmer) začiatkom. Ajello a jeho tím vytvorili históriu hviezdnych hviezd pokrývajúcu viac ako 90 percent kozmického času. Na zostrojenie ďalších 10 percent, úplne na samom začiatku hviezdneho svetla, „by sme museli čakať ďalších 10 rokov pozorovania,“ povedal Ajello.
Snímka hviezdneho svetla vytvoreného počas detstva vesmíru by mohla pochádzať z masívneho vesmírneho teleskopu Jamesa Webba, ktorý sa podľa odhadov má spustiť v roku 2021, uviedol Ajello.
Toto je „ďalší míľnik tímu Fermi“, Elisa Prandini, postdoktorandka na katedre fyziky a astronómie na Padovskej univerzite v Taliansku, napísala perspektívnu časť v tom istom čísle Veda. Prandini, ktorá sa nezúčastnila na súčasnom výskume, tiež ukončila svoju perspektívu zmienkou o James Webb Space Telescope a o „priamych“ meraniach, ktoré mohla poskytnúť.
