För första gången, ett team av forskare har beräknat fördelningen av all ljusenergi som finns i Vintergatan, som kommer att ge ny insikt om hur vår galax är uppbyggd och hur stjärnor i spiralgalaxer som vår bildas. Studien publiceras i tidskriften Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society .

Denna forskning, utförd av astrofysiker vid University of Central Lancashire (UCLan), i samarbete med kollegor från Max Planck Institute for Nuclear Physics i Heidelberg, Tyskland och från den rumänska akademins astronomiska institut, visar också hur stjärnfotonerna, eller stjärnljus, inom Vintergatan styr produktionen av de högsta energifotonerna i universum, gammastrålarna. Detta gjordes möjligt med hjälp av en ny metod som involverade datorberäkningar som spårar ödet för alla fotoner i galaxen, inklusive fotoner som sänds ut av interstellärt damm, som värmestrålning.

Tidigare försök att härleda fördelningen av allt ljus i Vintergatan baserat på antal stjärnor har misslyckats med att redogöra för bilderna av Vintergatan över hela himlen, inklusive nya bilder från European Space Agencys Planck Space Observatory, som kartlägger värmestrålning eller infrarött ljus.

Huvudförfattare Prof Cristina Popescu från University of Central Lancashire, sa:"Vi har inte bara bestämt fördelningen av ljusenergi i Vintergatan, men gjorde också förutsägelser för det stjärn- och interstellära stoftinnehållet i Vintergatan."

Genom att spåra alla stjärnfotoner och göra förutsägelser för hur Vintergatan ska se ut i ultraviolett ljus, visuell och värmestrålning, forskare har kunnat beräkna en fullständig bild av hur stjärnljus är fördelat i vår galax. En förståelse för dessa processer är ett avgörande steg mot att få en komplett bild av vår galax och dess historia.

Modelleringen av ljusfördelningen i Vintergatan följer på tidigare forskning som Prof Popescu och Dr Richard Tuffs från Max Planck Institute for Nuclear Physics utförde på modellering av stjärnljuset från andra galaxer, där observatören har en utsikt utifrån.

Kommenterar forskningen, Dr Tuffs, en av medförfattarna till tidningen, sa:"Det måste noteras att att titta på galaxer utifrån är en mycket lättare uppgift än att titta inifrån, som i fallet med vår galax."

Forskare har också kunnat visa hur stjärnljuset i vår galax påverkar produktionen av gammastrålningsfotoner genom interaktioner med kosmiska strålar. Kosmiska strålar är högenergielektroner och protoner som styr stjärn- och planetbildningen och de processer som styr galaktisk evolution. De främjar kemiska reaktioner i det interstellära rymden, leder till bildandet av komplexa och i slutändan livskritiska molekyler.

Dr Tuffs tillade:"Att arbeta baklänges genom kedjan av interaktioner och fortplantningar, man kan räkna ut den ursprungliga källan till de kosmiska strålarna."

Forskningen, finansierat av Leverhulme Trust, var starkt tvärvetenskaplig, sammanföra optisk och infraröd astrofysik och astro-partikelfysik. Prof Popescu noterar:"Vi hade utvecklat några av våra beräkningsprogram innan den här forskningen startade, i samband med modellering av spiralgalaxer, och vi måste tacka Storbritanniens Science and Technology Facility Council (STFC) för deras stöd i utvecklingen av dessa koder. Denna forskning hade inte heller varit möjlig utan stöd från Leverhulme Trust, vilket är mycket erkänt."