Vesolje, nam pove večina kozmologov, se je začelo z udarcem. Koliko svetlobe je proizvedlo vesolje od njegovega rojstva, pred 13,8 milijarde let?
Na prvi pogled se zdi težaven odgovor. V vesolju pa jih lahko zasledimo. Vsak svetlobni delček, ki ga kdaj sevajo galaksije in zvezde, še vedno potuje, zato lahko z našimi teleskopi gledamo tako daleč nazaj v čas.
Nov dokument v Astrofizični vestnik raziskuje naravo te ekstragalaktične svetlobe ozadja ali EBL. Ekipa, ki izmeri EBL, je za kozmologijo enako pomembna kot merjenje toplotnega sevanja, ki je ostalo od velikega poka (kozmično ozadje mikrovalov) na radijskih valovnih dolžinah. "
Izkazalo se je, da nam je več Nasinih vesoljskih plovil pomagalo razumeti odgovor. V vesolje so pokukali v vsaki valovni dolžini svetlobe, od dolgih radijskih valov do kratkih, energijsko napolnjenih gama žarkov. Medtem ko se njihovo delo ne vrača k nastanku vesolja, pa v zadnjih petih milijardah let prinaša dobre meritve. (O starosti sončnega sistema po naključju.)
Težko je videti svetlobo ozadja pred močnim sijajem zvezd in galaksij danes, tako težko, kot je videti Mlečno pot iz središča Manhattna, pravijo astronomi.
Rešitev vključuje gama žarke in blazarje, ki so ogromne črne luknje v osrčju galaksije, ki proizvajajo curke materiala, ki kažejo proti Zemlji. Tako kot svetilka.
Ti blazarji oddajajo gama žarke, vendar vsi ne dosežejo Zemlje. Nekateri, pravijo astronomi, "udarijo po nesreči fotona EBL."
Ko se to zgodi, gama žarki in fotoni zapustijo in ustvarijo negativno nabit elektron in pozitivno nabit pozitron.
Še bolj zanimivo je, da blazarji proizvajajo gama žarke pri nekoliko drugačnih energijah, ki pa jih zaustavijo fotoni EBL pri različnih energijah samih.
Torej, če ugotovimo, koliko gama žarkov z različnimi energijami zaustavijo fotoni, lahko vidimo, koliko fotonov EBL je med nami in oddaljenimi blazarji.
Znanstveniki so pravkar napovedali, da lahko vidijo, kako se je EBL sčasoma spreminjala. Kot smo že rekli prej, gledanje v vesolje služi kot nekakšen časovni stroj. Torej, ko bolj vidimo, da se gama žarki izpraznijo, tem bolje bomo lahko začrtali EBL-jeve spremembe v prejšnjih obdobjih.
Če želite dobiti tehniko, so to storili astronomi:
- Primerjali smo izsledke gama-žarkov vesoljskega teleskopa Fermi z intenzivnostjo rentgenskih žarkov, ki jih je izmerilo več rentgenskih opazovalnic, vključno z rentgenskim opazovalnikom Chandra, misijo Swift gama-Ray Burst, Rossi X- ray timing Explorer in XMM / Newton. To je astronomom omogočilo, da ugotovijo, kakšna je bila svetlost blazarjev pri različnih energijah.
- Primerjava teh meritev z meritvami, ki so jih naredili posebni telskopi na tleh, ki lahko vidijo dejanski "gama-tok", ki ga Zemlja prejme od teh blazarjev. (Gama žarki se v našem ozračju uničijo in ustvarijo tuš subatomskih delcev, podobno kot "zvočni bum", imenovan Čerenkov sevanje.)
Meritve, ki jih imamo v tem prispevku, so približno tako daleč, kot jih lahko vidimo trenutno, so še dodali astronomi.
"Pred petimi milijardami let je največja razdalja, ki jo lahko preizkusimo z našo trenutno tehnologijo," je povedal glavni avtor prispevka Alberto Dominguez.
"Seveda, daljni so blazarji, vendar jih nismo sposobni zaznati, ker visokoenergijski gama žarki, ki jih oddajajo, EBL preveč oslabijo, ko pridejo do nas - tako oslabljeni, da naši instrumenti niso dovolj občutljivi, da bi jih zaznali . "
Vir: Visokozmogljiv center za astrokomunikacije Univerze v Kaliforniji
