Paslėpta tamsoje tarp žvaigždžių yra visa šviesa, kurią visata sukūrė nuo Didžiojo sprogimo.
Dabar mokslininkai mano, kad jie beveik žino, kiek tai šviesos. Remiantis naujais matavimais, praneštais žurnale „Science“, žvaigždės nuo gimimo praėjus keliems milijonams metų po Didžiojo sprogimo pagamino apie 4 x 10 ^ 84 fotonų arba šviesos dalelių.
Didžiąją dalį visatos šviesos gauna žvaigždės, sakė Marco Ajello, studijos bendraautorius ir astrofizikas Clemsono universitete.
Štai, kas atsitiks: tokias žvaigždes kaip mūsų saulė maitina branduolinės reakcijos šerdyje, kur vandenilio protonai yra sulydomi, kad susidarytų helis. Šis procesas taip pat išskiria energiją gama spindulių fotonų pavidalu. Šie fotonai turi šimtą milijonų kartų daugiau energijos nei įprasti fotonai, kuriuos matome kaip matomą šviesą.
Kadangi saulės šerdis yra labai tanki, šie fotonai negali ištrūkti, o toliau kaupiasi į atomus ir elektronus, galiausiai prarasdami energiją. Po šimtų tūkstančių metų jie palieka saulę ir sunaudoja apie milijoną kartų mažiau energijos nei matoma šviesa, sakė Ajello.
Šviesą, kurią galime pamatyti, gauname iš fotonų, kuriuos žvaigždės sukuria savo galaktikoje, įskaitant saulę. Išmatuoti visą tą kitą šviesą kitose visatos dalyse - paslėptą tamsiame danguje tarp žvaigždžių, kurias galime pamatyti - yra „sunku, nes ji labai, labai silpna“, - „Ajello“ pasakojo „Live Science“. Iš tiesų, bandymas pamatyti visą visatos šviesą būtų tarsi pažvelgti į 60 vatų lemputę iš 2,5 mylios (4 kilometrai) atstumo, pridūrė jis.
Taigi, Ajello ir jo komanda naudojo netiesioginį metodą šiam apšvietimui išmatuoti, remdamiesi NASA Fermi gama spinduliuotės teleskopo, kuris aplink Žemę rutuliojasi nuo 2008 m., Duomenimis. Tyrėjai apžvelgė gama spindulius, skleidžiamus iš 739 blazerų (neįtikėtinai ryškių). galaktikos su juodosiomis skylėmis, kurios šaudo gama spindulius mūsų kryptimi) ir vienas gama spindulių sprogimas (nepaprastai didelės energijos sprogimas), siekiant įvertinti, kiek žvaigždžių spindėjo įvairiais epochos laikais - kuo toliau nuo gama spindulių šaltinio, , tuo seniau laikas.
Eidami pro Visatą, šių gama spindulių fotonai sąveikauja su „ekstragalaktiniu foniniu apšvietimu“, žvaigždžių sukuriamu ultravioletinių, optinių ir infraraudonųjų spindulių fotonų rūku. Šis procesas konvertuoja fotonus į elektronus ir jų antimaterijos partnerius, pozitronus. Aptikęs šiuos nedidelius pokyčius, Ajello ir jo komanda sugebėjo įvertinti, kiek įvairių laikų buvo žvaigždžių ar „rūko“.
Mokslininkai nustatė, kad žvaigždės greičiausiai susiformavo maždaug prieš 10 milijardų metų ir kad po to žvaigždžių formavimasis nepaprastai sumažėjo. Bendras kada nors pagamintų žvaigždžių kiekis „nėra labai svarbus“, - teigė Ajello.
Tiesą sakant, 4 x 10 ^ 84 skaičius, kurį tyrėjai apskaičiavo visam fotonų kiekiui, galėjo būti per 10 kartų mažesnis. Taip yra todėl, kad į infraraudonųjų spindulių spektrą neįeina fotonai, kurių energija yra mažesnė nei matomos šviesos, sakė Ajello.
Įdomesnis rezultatas yra tai, kad tyrėjai galėjo apskaičiuoti, kiek ir kokių tipų fotonų egzistavo įvairiomis Visatos epochomis, pradedant nuo (beveik) pradžios. Ajello ir jo komanda pastatė žvaigždės istoriją, apimančią daugiau kaip 90 procentų kosminio laiko. Norėdami sukonstruoti kitus 10 procentų, pačią pačią žvaigždės pradžią, „mums reiktų palaukti gal dar 10 stebėjimo metų“, - teigė Ajello.
„Visatos kūdikystės“ metu sukurto žvaigždės vaizdas gali būti pateiktas iš masinio Džeimso Webbo kosminio teleskopo, kuris, kaip manoma, turėtų paleisti 2021 m., Sakė Ajello.
Tai yra „dar vienas„ Fermi “komandos etapas“, - tame pačiame „Science“ perspektyviniame darbe parašė Italijos Paduvos universiteto Fizikos ir astronomijos katedros doktorantė Elisa Prandini. Prandini, nedalyvavęs dabartiniuose tyrimuose, savo perspektyvą taip pat baigė paminėdamas Džeimso Webbo kosminį teleskopą ir „tiesioginius“ matavimus, kuriuos jis galėtų duoti.
