Приховане у темряві серед зірок - все те світло, яке Всесвіт створив після Великого вибуху.
Зараз вчені думають, що приблизно знають, скільки це світло. З часу свого народження через пару мільйонів років після Великого вибуху зірки виробили близько 4 х 10 ^ 84 фотонів або частинок світла, згідно з новими вимірюваннями, повідомленими сьогодні (29 листопада) у журналі Science.
Більшість світла у Всесвіті надходить від зірок, сказав Марко Аелло, співавтор дослідження та астрофізик з Клемсонського університету.
Ось що відбувається: Зірки, як наше Сонце, живляться ядерними реакціями в ядрі, де протони водню зливаються разом, щоб створити гелій. Цей процес також вивільняє енергію у вигляді гамма-фотонів. Ці фотони мають в сто мільйонів разів більше енергії, ніж звичайні фотони, які ми бачимо як видиме світло.
Оскільки ядро Сонця дуже щільне, ці фотони не можуть уникнути, а натомість постійно натикаються на атоми та електрони, з часом втрачаючи енергію. Сотні тисяч років потому вони залишають сонце, маючи приблизно мільйон разів менше енергії, ніж видиме світло, сказав Аджелло.
Світло, яке ми можемо бачити, виходить від фотонів, створених зірками в нашій власній галактиці, включаючи сонце. Вимірювати все те інше світло в інших частинах Всесвіту - сховане на темному небі серед зірок, які ми можемо бачити, - "важко, тому що це дуже, дуже тьмяно", сказав Аджелло Live Science. Дійсно, намагатися побачити все світло у Всесвіті було б як би дивитись на 60-ватну лампочку з відстані 2,5 милі (4 кілометри), додав він.
Так, Аелло та його команда використовували непрямий метод для вимірювання цього світла, спираючись на дані космічного телескопа Фермі Гамма-променів, який орбітував Землю з 2008 року. галактики з чорними дірами, які стріляють гамма-променями в наш бік) і одним вибухом гамма-випромінювання (надзвичайно високоенергетичний вибух), щоб оцінити, скільки зіркового світла існувало в різні епохи Всесвіту - чим далі джерело гамма-променів , чим довше час.
Проходячи всесвітом, фотони в цих гамма-променях взаємодіють із "позагалактичним фоновим світлом", туманом ультрафіолетових, оптичних та інфрачервоних фотонів, що утворюються зірками. Цей процес перетворює фотони в електрони та їх антиматеріальні партнери, позитрони. Виявивши ці невеликі зміни, Аелло та його команда змогли підрахувати, скільки зіркового світла чи «туману» було в різні часи.
Вчені встановили, що зірки формувалися з найбільшою швидкістю приблизно 10 мільярдів років тому, і після цього зоряне утворення сильно зменшилося. Загальна кількість зоряного світла, що коли-небудь виробляється, "не дуже важлива", - сказав Айелло.
Насправді, число 4 x 10 ^ 84, яке дослідники розраховували для загальної кількості фотонів, що утворюються, може бути приблизно в 10 разів занадто низьким. Це тому, що він не включає фотони в інфрачервоному спектрі, які мають меншу енергію, ніж видиме світло, сказав Аелло.
Більш захоплюючий результат полягає в тому, що дослідники могли підрахувати, скільки і яких видів фотонів існувало протягом різних епох Всесвіту, починаючи з (майже) початку. Аелло та його команда побудували історію зіркового світла, що охоплює понад 90 відсотків космічного часу. Щоб побудувати інші 10 відсотків, самий, самий початок зіркового світла, "нам потрібно було б почекати ще 10 років спостереження", - сказав Аелло.
Знімок зоряного світла, створеного в дитинстві Всесвіту, може з'явитися з масивного космічного телескопа Джеймса Вебба, який, за оцінками, має запуск 2021 року, заявив Аелло.
Це "ще одна віха команди Фермі", Еліза Прандіні, докторантура кафедри фізики та астрономії Університету Падуї в Італії, написала в перспективному творі в цьому ж номері Science. Прандіні, яка не брала участі в поточному дослідженні, також закінчила свою перспективу згадкою про космічний телескоп Джеймса Вебба та більш "прямі" вимірювання, які він міг дати.
