Skrivena u tami među zvijezdama je sva svjetlost koju je svemir stvorio od Velikog praska.
Sada, znanstvenici misle kako približno znaju koliko je svjetla. Od svog rođenja nekoliko milijuna godina nakon Velikog praska, zvijezde su proizvele oko 4 x 10 ^ 84 fotona ili čestica svjetlosti, prema novim mjerenjima izviještenim danas (29. studenog) u časopisu Science.
Većina svjetlosti u svemiru dolazi od zvijezda, rekao je Marco Ajello, koautor studije i astrofizičar sa sveučilišta Clemson.
Evo što se događa: Zvijezde poput našeg sunca pokreću se nuklearnim reakcijama u jezgri, gdje se protoni vodika spajaju zajedno kako bi stvorili helij. Ovaj proces oslobađa i energiju u obliku gama zraka. Ovi fotoni imaju sto milijuna puta više energije od običnih fotona koje vidimo kao vidljivu svjetlost.
Budući da je jezgra sunca vrlo gusta, ti fotoni ne mogu pobjeći i umjesto toga neprestano naletavaju na atome i elektrone, na kraju gubeći energiju. Stotine tisuća godina kasnije napuštaju sunce, s oko milijun puta manje energije od vidljive svjetlosti, rekao je Ajello.
Svjetlost koju možemo vidjeti dolazi od fotona koje su stvorile zvijezde u našoj vlastitoj galaksiji, uključujući i sunce. Izmjeriti svu tu svjetlost u drugim dijelovima svemira - skrivenu na tamnom nebu među zvijezdama koje možemo vidjeti - „teško je, jer je vrlo, vrlo prigušeno“, rekao je Ajello za Live Science. Doista, pokušati vidjeti svu svjetlost u svemiru bilo bi poput gledanja 60-vatne žarulje udaljene 2,5 kilometra, dodao je.
Dakle, Ajello i njegov tim koristili su indirektnu metodu za mjerenje ove svjetlosti, oslanjajući se na podatke NASA-inog svemirskog teleskopa Fermi koji kroži oko Zemlje od 2008. godine. galaksije s crnim rupama koje pucaju gama-zrake u našem smjeru) i jedna gama-zraka praska (ekstremno visokoenergetska eksplozija) kako bi se procijenilo koliko je zvjezdanog svjetla postojalo tijekom različitih epoha svemira - što je dalje izvor gama-zraka , više vremena.
Dok prolaze svemirom, fotoni u tim gama-zrakama međusobno djeluju s "ekstragalaktičkom pozadinskom svjetlošću", maglom ultraljubičastog, optičkog i infracrvenog fotona koje proizvode zvijezde. Ovaj proces pretvara fotone u elektrone i njihove antimaterijske partnere, pozitrone. Otkrivši ove male promjene, Ajello i njegov tim uspjeli su procijeniti koliko je zvjezdanog svjetla ili "magle" bilo u različitim vremenima.
Znanstvenici su otkrili da su zvijezde nastale najvećom brzinom prije otprilike 10 milijardi godina i da se nakon toga stvaranje zvijezda neizmjerno smanjilo. Ukupna količina zvijezde ikada proizvedene "nije vrlo bitna", rekao je Ajello.
Zapravo, broj 4 x 10 ^ 84 koji su istraživači izračunali za ukupan broj proizvedenih fotona mogao bi biti oko 10 puta niži. To je zato što ne uključuje fotone u infracrvenom spektru, koji imaju nižu energiju od vidljive svjetlosti, rekao je Ajello.
Uzbudljiviji rezultat je taj što su istraživači mogli izračunati koliko i kakvih vrsta fotona je postojalo tijekom različitih epoha svemira, počevši od (gotovo) početka. Ajello i njegov tim konstruirali su povijest zvijezde koja obuhvaća više od 90 posto kozmičkog vremena. Da bismo konstruirali ostalih 10 posto, sam početak zvijezde, "trebalo bi pričekati možda još 10 godina promatranja", rekao je Ajello.
Snimanje zvjezdanog svjetla stvorenog u doba svemira moglo bi doći iz ogromnog svemirskog teleskopa James Webb, za kojeg se procjenjuje da će biti lansiran 2021. godine, rekao je Ajello.
To je "još jedna prekretnica Fermijevog tima", Elisa Prandini, postdoktorska kolegica na odjelu za fiziku i astronomiju na Sveučilištu u Padovi u Italiji, napisala je u perspektivnom djelu u istom broju Science. Prandini, koja nije bila uključena u trenutno istraživanje, također je završila svoju perspektivu spominjanjem James Webb svemirskog teleskopa i "direktnijim" mjerenjima koja bi mogla donijeti.
