Forskare har hittat ett sätt att mäta allt stjärnljus som avges under större delen av universums historia. George Rose/Getty Images Här är en häpnadsväckande siffra för dig: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.
Om du undrar vad alla dessa siffror betyder, det är antalet fotoner - mer kompakt uttryckt som 4 x 10 84 - avges av alla stjärnor i det observerbara universum, tillbaka till när det 13,7 miljarder år gamla universum hade funnits i bara en miljard år, enligt ett team av forskare som leds av Marco Ajello, en astrofysiker vid College of Science vid Clemson University.
Det är baserat på en analys av data från NASA:s 10-åriga Fermi Gamma-ray Space Telescope, vilket gjorde det möjligt för forskarna att sammanställa en historia om stjärnbildning under större delen av universums livstid.
Forskarna redogjorde för sina resultat i en artikel publicerad den 30 november, 2018, i tidskriften Science, med Ajello som huvudförfattare.
Här är en NASA -video om forskningen:
Att mäta stjärnljus under större delen av universums historia krävde stor uppfinningsrikedom. Som Ajello förklarar i förberedda kommentarer via e -post, den totala mängden ljus som avges av stjärnor består av två typer. "Det ena är stjärnljus som överlever absorption av damm, "skriver han." Detta är vad vi mätte. Resten är starkt ljus som absorberas av damm och återutsänds i infrarött. Vi är inte känsliga för det. Det visar sig att hälften av den energi som avges av stjärnor i universums historia omarbetas av stjärnor vid längre (infraröda) våglängder. "
Himlen är fylld med fotoner som avges för länge sedan av avlägsna stjärnor - detta kallas det extragalaktiska bakgrundsljuset, eller EBL. Ändå, förutom månen och stjärnorna från vår egen galax, himlen verkar mörk för våra ögon. Enligt Ajello, det beror på att det mesta av stjärnljuset som når jorden från resten av det stora universum är extremt svagt-motsvarande en 60-watts glödlampa som ses i tävlingsmörkret från cirka 2,5 miljoner mil bort.
Som denna Science News -artikel förklarar, för att komma runt det problemet, Ajello och hans team läste igenom 10 års data från Fermi -teleskopet, och tittade på EBL:s interaktion med gammastrålar som avges från avlägsna blazarer - svarta hål som kan skicka kraftfulla strålningsströmmar ut i universum. Forskarna beräknade i vilken utsträckning gammastrålarna från dessa blazarer hade absorberats eller förändrats genom kollisioner med EBL:s fotoner.
"Blazars avger ljus över det elektromagnetiska spektrumet, men släpper det mesta av sin energi i gammastrålningsbandet, "Ajello förklarar." Large Area Telescope (LAT) ombord på Fermi kan mäta gammastrålning från blazarer från 100 MeV (1 miljon gånger energin av synligt ljus) till 1 TeV (1 biljon gånger energi av synligt ljus ). Parproduktionsprocessen (där två fotoner producerar ett elektron-positronpar) som absorberar gammastrålarna som släpps ut från blazarer startar endast vid energier på ~ 10 GeV (miljarder gånger energi från synligt ljus). Så under denna energi observerade vi det sanna, oupptagen, blazarutgång, men över denna "tröskel" absorberas fler och fler fotoner från blazarerna till den punkt (om du ökar energin tillräckligt) ser du inte blazaren längre. "
"Vi letar efter denna övergång från noll procent absorption till 100 procent absorption som en funktion av energi, "Ajello fortsätter." Energin vid vilken övergången börjar och hur snabbt den går från noll procent till 100 procent mäter energin i EBL -fotonerna och hur många av dem som finns där ute. Ju fler det är desto snabbare är noll 100 procents (absorption) övergång. "
Ajello beskriver spårning av EBL som astrofysikernas motsvarighet till "att följa regnbågen och upptäcka en kruka med guld. EBL är regnbågen och dess kunskap kan äntligen avslöja mycket användbar information."
Ajello förklarar att den totala mängden ljus som avges av stjärnor består av två typer. "Det ena är stjärnljus som överlever absorption av damm (det här är vad vi mätte). Resten är stjärnljus som absorberas av damm och återutsänds i infrarött (vi är inte känsliga för det). Det visar sig hälften av den energi som släpps ut. av stjärnor i hela universums historia omarbetas av stjärnor vid längre (infraröda) våglängder. "
Forskarnas teknik gjorde det möjligt för dem att se historien om stjärnbildning i universum, som de fann hade nått en topp på cirka 3 miljarder år efter Big Bang och har dämpats dramatiskt sedan dess, enligt en Washington Post -artikel om arbetet.
Räkningen inkluderar inte mängden stjärnljus som avges under de första miljarder åren av universums existens. "Det här är en epok som vi inte riktigt kan undersöka ännu, "Ajello förklarar. Det är en anledning till att han och andra forskare ser fram emot lanseringen av rymdteleskopet James Webb 2021, som NASA säger kommer att vara tillräckligt känsliga för att upptäcka de första stjärnorna.
Nu är det intressantMedan skapandet av nya stjärnor har bromsat, det har aldrig stoppats helt, enligt detta pressmeddelande från Clemson. Vintergatan, till exempel, skapar cirka sju nya stjärnor varje år.
Ursprungligen publicerat:4 dec. 2018
