Ensimmäisten tähdet alkavat vilkkua ensimmäisen kerran noin 100 miljoonan vuoden kuluttua isosta räjähdyksestä. Universumimme on tuottanut noin biljoonaa biljoonaa biljoonaa tähteä, jokaisen pumppaamalla tähtivalo ulos kosmokseen. Se on mielestäni hämmästyttävää määrää energiaa, mutta Fermin laaja-alaisen kaukoputken yhteistyön tutkijoille se esitti haasteen. The Guardianin Hannah Devlin raportoi, että tähtitieteilijät ja astrofysiikot ottivat monumentaalisen tehtävän laskea, kuinka paljon tähtivaloa on säteilytetty maailmankaikkeuden alkamisen jälkeen 13, 7 miljardia vuotta sitten.
Joten kuinka paljon tähtivaloa on? Science- lehden tutkimuksen mukaan universumissamme on tuotettu 4 x 10 ^ 84 fotonin arvosta tähtivaloa eli 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 fotonia.
Päästäkseen siihen hämmästyttävän valtavaan määrään ryhmä analysoi vuosikymmenien mittaista tietoa Fermi Gamma-ray Space Telescope -hankkeesta, joka on NASA-projekti, joka kerää tähtiä. Ryhmä tarkasteli erityisesti tietoja maailmanlaajuisesti läpäisevästä galaktisesta taustavalosta (EBL) kosmisesta sumusta, jossa 90 prosenttia tähtiä lähettämästä ultravioletti-, infrapuna- ja näkyvästä säteilystä päätyy. Ryhmä tutki 739 blazeria, tyyppistä galaksia, jonka keskustassa on supermassiivinen musta aukko, joka ampuu gammasäteilykuvia suoraan kohti Maata melkein valon nopeudella. Kohteet ovat niin kirkkaita, jopa erittäin kaukana sijaitsevat bleasarit ovat nähtävissä maasta. Nämä kiiltävien galaksien fotonit törmäävät EBL: n, joka imee osa fotoneista, jättäen jäljennöksen, jonka tutkijat voivat tutkia.
2–11, 6 miljardin vuoden ikäisten blazerien tarkasteleminen antoi tutkijoille mahdollisuuden käyttää Fermi-teleskoopin herkkiä instrumentteja niiden valon analysoimiseen mittaamalla kuinka paljon säteilyä se menetti liikkuessaan EBL: n läpi. Tämän avulla he pystyivät luomaan tarkan mitan EBL: n tiheydestä tai paksuudesta ajan myötä, luomaan käytännössä tähtivalon historian maailmankaikkeudessa, koska syvässä tilassa etäisyys ja aika ovat melkein sama asia.
"Käyttämällä blazaareja eri etäisyyksiltä meistä, mittasimme kokonaisvalovalon eri ajanjaksoina", Clemsonin yliopiston yhteiskirjailija Vaidehi Paliya sanoo lehdistötiedotteessa. ”Mittasimme kunkin aikakauden kokonaisvaltaisen tähtivalon - miljardi vuotta sitten, kaksi miljardia vuotta sitten, kuusi miljardia vuotta sitten jne. - aina taaksepäin, kun tähdet muodostettiin ensimmäisen kerran. Tämän ansiosta voimme rekonstruoida EBL: n ja määrittää maailmankaikkeuden tähtien muodostumishistorian aiempaa tehokkaammin. ”
Tutkijat ovat yrittäneet mitata EBL: ää aiemmin, mutta eivät ole päässeet ohitse paikallista pölyä ja tähtivaloa lähellä Maata, minkä vuoksi on mahdotonta kerätä hyvää tietoa EBL: stä. Fermi-kaukoputki kuitenkin antoi joukkueelle vihdoin minimoida häiriöt katsomalla gammasäteitä. Heidän keräämänsä tiedot ovat aiempien arvioiden mukaisia EBL: n tiheydelle.
Tutkimus osoittaa, että tähtien muodostumisen huippu maailmankaikkeudessa tapahtui noin 11 miljardia vuotta sitten. Ajan myötä se on hidastunut voimakkaasti, mutta tähdet ovat edelleen muodostumassa. Noin seitsemän uutta tähteä palaa Linnunradalla yksin vuodessa.
Tutkimus ei ollut myös vain nolla-avaimen puristaminen. Ryan F. Mandelbaum Gizmodossa raportoi, että mittaus antaa tutkijalle ylärajan galaksien lukumäärälle, joka kellui noin 12 miljardia vuotta sitten uudelleenionisoinnin ajanjaksolla, jolloin tumma aine, vety ja heliumi yhdistyivät ensin tähtiä ja tavallista ainetta varten. . On myös mahdollista, että EBL-mittaus voi auttaa kehittämään uusia tapoja etsiä tuntemattomia hiukkastyyppejä.
Clemsonin astrofysiikka ja pääkirjailija Marco Ajello sanoo julkaisussa, että tutkimus on myös hyvä askel kohti maailmankaikkeuden aikaisimpien päivien ymmärtämistä.
"Universumimme historian ensimmäiset miljardi vuotta on erittäin mielenkiintoinen aikakausi, jota nykyiset satelliitit eivät ole vielä tutkineet", hän sanoo. ”Mittauksemme antaa meille mahdollisuuden kurkistaa sen sisällä. Ehkä jonain päivänä löydämme tavan katsoa taaksepäin isoon bangiin. Tämä on päätavoitteemme. ”
