Skrita v temi med zvezdami je vsa svetloba, ki jo vesolje ustvarja od velikega poka.
Zdaj znanstveniki mislijo, da približno vedo, koliko svetlobe je. Po svojem novem merjenju, objavljenem danes (29. novembra) v reviji Science, so zvezde od svojega rojstva nekaj milijonov let po velikem udaru ustvarile približno 4 x 10 ^ 84 fotonov ali delcev svetlobe.
Večina svetlobe v vesolju prihaja od zvezd, je dejal Marco Ajello, soavtor študije in astrofizik na Clemson University.
Evo, kaj se zgodi: Zvezde, kot je naše sonce, poganjajo jedrske reakcije v jedru, kjer se vodikovi protoni zlivajo skupaj, da ustvarijo helij. Ta proces sprošča tudi energijo v obliki fotonov gama žarkov. Ti fotoni imajo sto milijonov krat več energije od navadnih fotonov, ki jih vidimo kot vidno svetlobo.
Ker je jedro sonca zelo gosto, ti fotoni ne morejo ubežati in namesto tega nenehno naletijo na atome in elektrone, sčasoma izgubijo energijo. Sto tisoč let kasneje zapustijo sonce s približno milijonkrat manj energije kot vidna svetloba, je dejal Ajello.
Svetloba, ki jo lahko vidimo, izvira iz fotonov, ki so jih ustvarile zvezde v naši lastni galaksiji, vključno s soncem. Meriti vso tisto svetlobo v drugih delih vesolja - skrito na temnem nebu med zvezdami, ki jih lahko vidimo - je "težko, ker je zelo, zelo zatemnjeno," je Ajello povedal za Live Science. Dejansko je poskusiti videti vso svetlobo v vesolju, kot če bi gledali 60-vatno žarnico, oddaljeno 2,5 kilometra, je dodal.
Tako sta Ajello in njegova ekipa uporabila indirektno metodo za merjenje te svetlobe, pri čemer so se opirali na podatke NASA-inoga vesoljskega teleskopa Fermi, ki kroži po Zemlji od leta 2008. Raziskovalci so si ogledali gama-žarke, ki jih oddaja 739 blazarjev (neverjetno svetel galaksije s črnimi luknjami, ki streljajo gama žarke v naši smeri) in enim gama žarkom (izredno visokoenergetska eksplozija) za oceno, koliko zvezdne svetlobe je obstajalo v različnih epohah vesolja - dlje kot vir gama-žarkov , daljši čas.
Ko prehajajo skozi vesolje, fotoni v teh gama-žarkih vplivajo na "ekstragalaktično svetlobo v ozadju", meglo ultravijoličnih, optičnih in infrardečih fotonov, ki jih proizvajajo zvezde. Ta proces pretvori fotone v elektrone in njihove antimaterijske partnerje, pozitrone. Z zaznavanjem teh majhnih sprememb sta Ajello in njegova ekipa lahko ocenili, koliko zvezdniške svetlobe ali "megle" je bilo v različnih obdobjih.
Znanstveniki so ugotovili, da so se zvezde oblikovale z največjo hitrostjo pred približno 10 milijardami let in da se je potem zvezda zelo zmanjšala. Skupna količina nastale zvezdne svetlobe "ni zelo pomembna," je dejal Ajello.
Dejansko bi lahko bilo število 4 x 10 ^ 84, ki so ga raziskovalci izračunali za skupno število proizvedenih fotonov, približno 10-krat prenizko. Ajello je dejal, da ne vključuje fotonov v infrardečem spektru, ki imajo nižjo energijo kot vidna svetloba.
Bolj vznemirljiv rezultat je, da so raziskovalci lahko izračunali, koliko in katere vrste fotonov so obstajale v različnih epohah vesolja, začenši od (skoraj) začetka. Ajello in njegova ekipa so zgradili zgodovino zvezda, ki sega do več kot 90 odstotkov kozmičnega časa. Da bi sestavili ostalih 10 odstotkov, prav začetka zvezdne svetlobe, "bi morali počakati morda še 10 let opazovanja," je dejal Ajello.
Posnetek zvezdne svetlobe, ki je bil ustvarjen v povojih vesolja, bi lahko prišel iz ogromnega vesoljskega teleskopa James Webb, ki naj bi imel leta 2021 izstrelitev, je dejal Ajello.
To je "še en mejnik Fermijeve ekipe", je v isti številki Science v perspektivnem delu napisala Elisa Prandini, podoktorska sodelavka na oddelku za fiziko in astronomijo na Univerzi v Padovi v Italiji. Prandini, ki ni bila vključena v sedanje raziskave, je svojo perspektivo tudi zaključila z omembo vesoljskega teleskopa James Webb in bolj "neposrednimi" meritvami, ki jih lahko prinese.
