Tähtede vahel pimedusse peidetud on kogu valgus, mille universum on loonud alates Suurest Paugust.
Nüüd arvavad teadlased, et nad teavad peaaegu, kui palju valgust see on. Täna, 29. novembril ajakirjas Science avaldatud uute mõõtmiste kohaselt on tähed tootnud umbes 4x10 ^ 84 footoni või valguse osakesi alates sünnist paar miljonit aastat pärast Suurt Pauku.
Enamik universumi valgust tuleb tähtedelt, ütles Clemsoni ülikooli uuringu kaasautor ja astrofüüsik Marco Ajello.
Mis juhtub: Tähti, nagu meie päike, toidavad tuumareaktsioonid tuumas, kus vesiniku prootonid sulatatakse kokku, moodustades heeliumi. See protsess vabastab energiat ka gammakiirguse footonite kujul. Neil footonitel on sada miljonit korda rohkem energiat kui tavalistel footonitel, mida näeme nähtava valguse käes.
Kuna päikese tuum on väga tihe, ei pääse need footonid põgenema, vaid põrkuvad aatomiteks ja elektronideks, kaotades lõpuks energiat. Sajad tuhanded aastad hiljem lahkuvad nad päikesest, energiat on umbes miljon korda vähem kui nähtavat valgust, ütles Ajello.
Valgus, mida me näeme, pärineb footonitest, mille on loonud tähed meie enda galaktikas, sealhulgas päike. Kogu selle muu valguse mõõtmine universumi teistes osades - pimedas taevas peidetud tähtede vahel, mida me näeme - on "keeruline, kuna see on väga-väga hämar," rääkis Ajello Live Science'ile. Tõepoolest, kogu universumis oleva valguse proovimine tähendaks 60-vatise lambipirni vaatamist 2,5 miili (4 km) kaugusel, lisas ta.
Niisiis, Ajello ja tema meeskond kasutasid selle valguse mõõtmiseks kaudset meetodit, tuginedes NASA Fermi gammakiirguse kosmoseteleskoobi andmetele, mis on tiirlenud Maa ümber alates 2008. aastast. Teadlased vaatasid gammakiiri, mida kiirgasid 739 blasaari (uskumatult heledad) galaktikad mustade aukudega, mis lasevad meie suunas gammakiiri) ja ühe gammakiirguse purunemise (äärmiselt suure energiaga plahvatus), et hinnata, kui palju tähevalgust universumi eri ajastute ajal eksisteeris - seda kaugemal olid gammakiirte allikad , mida aeg edasi, seda aeg edasi.
Universumist läbi liikudes interakteeruvad neis gammakiirtes olevad footonid tähtede tekitatud ultraviolett-, optiliste ja infrapuna-footonite uduga "ekstragalaktilise taustvalgusega". See protsess muudab footonid elektronideks ja nende antimaterjalide partneriteks positroniteks. Neid väikesi muutusi tuvastades suutsid Ajello ja tema meeskond erinevatel aegadel hinnata tähtvalgust või "udu".
Teadlased leidsid, et tähed moodustusid kõige kiiremini umbes 10 miljardit aastat tagasi ja pärast seda vähenes tähtede moodustumine tohutult. Kunagi toodetud tähevalguse kogus "pole eriti oluline," sõnas Ajello.
Tegelikult võib teadlaste arvutatud toodetud footonite koguarvu 4 x 10 ^ 84 arv olla umbes kümme korda liiga madal. Selle põhjuseks on asjaolu, et see ei hõlma infrapunaspektris footoneid, mille energia on nähtava valgusega võrreldes madalam, ütles Ajello.
Põnevam tulemus on see, et teadlased said arvutada, kui palju ja millist tüüpi footoneid universumi eri ajastute ajal eksisteeris, alustades (peaaegu) algusest. Ajello ja tema meeskond konstrueerisid tähevalguse ajaloo, mis hõlmas enam kui 90 protsenti kosmilisest ajast. Ülejäänud 10 protsendi, st tähevalguse kõige alguse, ehitamiseks peaksime ootama võib-olla veel 10 aastat vaatlust, "sõnas Ajello.
Ülevaade universumi lapsekingades loodud tähevalgusest võis pärineda massiivsest James Webbi kosmoseteleskoobist, millel on hinnanguliselt ette nähtud 2021. aasta käivitus, teatas Ajello.
See on "Fermi meeskonna järjekordne verstapost", kirjutas Itaalia Padova ülikooli füüsika ja astronoomia osakonna järeldoktor Elisa Prandini samas teaduse numbris perspektiivitükis. Prandini, kes ei olnud praeguse uurimistööga seotud, lõpetas ka oma perspektiivi mainimisega James Webbi kosmoseteleskoobi ja "otsesemate" mõõtmiste abil, mida see võiks anda.
