Κρυμμένο στο σκοτάδι ανάμεσα στα αστέρια είναι όλο το φως που έχει δημιουργήσει το σύμπαν από τη Μεγάλη Έκρηξη.
Τώρα, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι γνωρίζουν περίπου πόσο φως είναι αυτό. Από τη γέννησή τους, δύο εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, τα αστέρια παρήγαγαν περίπου 4 x 10 ^ 84 φωτόνια ή σωματίδια φωτός, σύμφωνα με νέες μετρήσεις που αναφέρθηκαν σήμερα (29 Νοεμβρίου) στο περιοδικό Science.
Το μεγαλύτερο μέρος του φωτός στο σύμπαν προέρχεται από αστέρια, δήλωσε ο Marco Ajello, συν-συγγραφέας μελέτης και αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο Clemson.
Εδώ είναι τι συμβαίνει: Αστέρια όπως ο ήλιος μας τροφοδοτούνται από πυρηνικές αντιδράσεις στον πυρήνα, όπου τα πρωτόνια υδρογόνου συγχωνεύονται για να δημιουργήσουν ήλιο. Αυτή η διαδικασία απελευθερώνει επίσης ενέργεια με τη μορφή φωτονίων ακτίνων-γ. Αυτά τα φωτόνια έχουν εκατό εκατομμύρια φορές περισσότερη ενέργεια από τα συνηθισμένα φωτόνια που βλέπουμε ως ορατό φως.
Επειδή ο πυρήνας του ήλιου είναι πολύ πυκνός, τα φωτόνια αυτά δεν μπορούν να διαφύγουν και αντίθετα να συνεχίσουν να προσκρούουν σε άτομα και ηλεκτρόνια, ενδεχομένως να χάσουν ενέργεια. Εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια αργότερα, αφήνουν τον ήλιο, με περίπου ένα εκατομμύριο φορές λιγότερη ενέργεια από το ορατό φως, είπε ο Ajello.
Το φως που μπορούμε να δούμε προέρχεται από φωτόνια που δημιουργούνται από αστέρια στον δικό μας γαλαξία, συμπεριλαμβανομένου του ήλιου. Η μέτρηση όλου του άλλου φωτός σε άλλα μέρη του σύμπαντος - κρυμμένη στον σκοτεινό ουρανό ανάμεσα στα αστέρια που μπορούμε να δούμε - είναι "δύσκολη, επειδή είναι πολύ, πολύ αμυδρός", δήλωσε ο Ajello στην Live Science. Πράγματι, η προσπάθεια να δούμε όλο το φως στο σύμπαν θα ήταν σαν να κοιτάζουμε έναν λαμπτήρα 60-watt από 2,5 χιλιόμετρα (4 χιλιόμετρα) μακριά, πρόσθεσε.
Έτσι, ο Ajello και η ομάδα του χρησιμοποίησαν μια έμμεση μέθοδο για να μετρήσουν αυτό το φως, βασιζόμενοι σε δεδομένα από το διαστημικό τηλεσκόπιο Fermi Gamma-ray της NASA, το οποίο περιστρέφεται γύρω από τη Γη από το 2008. Οι ερευνητές εξέτασαν τις ακτίνες γ που εκπέμπονται από 739 blazars γαλαξίες με μαύρες τρύπες που πυροβολούν τις ακτίνες γάμμα προς την κατεύθυνση μας) και μια έκρηξη ακτίνων γάμμα (έκρηξη εξαιρετικά υψηλής ενέργειας) για να εκτιμήσει πόσο φωτεινό αστέρι υπήρχε κατά τη διάρκεια διαφόρων εποχών του σύμπαντος - όσο μακρύτερα η πηγή των ακτινών γάμμα , όσο περισσότερο ήταν η ώρα.
Καθώς διέρχονται από το σύμπαν, τα φωτόνια σε αυτές τις ακτίνες γάμα αλληλεπιδρούν με το "εξωγαλακτικό φως του περιβάλλοντος", μια ομίχλη από υπεριώδη, οπτικά και υπέρυθρα φωτόνια που παράγονται από τα αστέρια. Αυτή η διαδικασία μετατρέπει τα φωτόνια σε ηλεκτρόνια και τους εταίρους της αντιύλης, τα ποζιτρόνια. Με την ανίχνευση αυτών των μικρών αλλαγών, ο Ajello και η ομάδα του ήταν σε θέση να εκτιμήσουν πόσο αστρικό ή «ομίχλη» υπήρχε σε διάφορες χρονικές στιγμές.
Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι τα αστέρια σχηματίστηκαν στο υψηλότερο ποσοστό περίπου 10 δισεκατομμύρια χρόνια πριν και ότι μετά από αυτό, ο σχηματισμός των αστεριών μειώθηκε πάρα πολύ. Η συνολική ποσότητα φωτός που παράγεται ποτέ, "δεν είναι πολύ σημαντική", είπε ο Ajello.
Στην πραγματικότητα, ο αριθμός 4 x 10 ^ 84 που υπολογίζουν οι ερευνητές για τον συνολικό αριθμό των παραγόμενων φωτονίων θα μπορούσε να είναι περίπου 10 φορές πολύ χαμηλός. Αυτό συμβαίνει επειδή δεν περιλαμβάνει φωτόνια στο υπέρυθρο φάσμα, τα οποία έχουν χαμηλότερη ενέργεια από το ορατό φως, είπε ο Ajello.
Το πιο συναρπαστικό αποτέλεσμα είναι ότι οι ερευνητές θα μπορούσαν να υπολογίσουν πόσα και ποια είδη φωτονίων υπήρχαν σε διάφορες εποχές του σύμπαντος, ξεκινώντας από την (σχεδόν) αρχή. Ο Ajello και η ομάδα του δημιούργησαν ιστορία αστέρι που εκτείνεται πάνω από το 90% του κοσμικού χρόνου. Για να κατασκευάσουμε το άλλο 10 τοις εκατό, την πολύ, πολύ αρχή του φωτός των αστεριών, «θα χρειαζόταν να περιμένουμε ίσως 10 ακόμη χρόνια παρατήρησης», είπε ο Ajello.
Ένα στιγμιότυπο του φωτός του αστέρα που δημιουργήθηκε κατά τη διάρκεια της νηπιακής ηλικίας του σύμπαντος θα μπορούσε να προέλθει από το τεράστιο διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, το οποίο εκτιμάται ότι θα κυκλοφορήσει το 2021, ανέφερε ο Ajello.
Αυτό είναι "άλλο ορόσημο της ομάδας Fermi", γράφει σε μια προοπτική στο ίδιο τεύχος της επιστήμης η Elisa Prandini, μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο τμήμα φυσικής και αστρονομίας του Πανεπιστημίου της Padova στην Ιταλία. Η Prandini, η οποία δεν συμμετείχε στην τρέχουσα έρευνα, έκλεισε επίσης την προοπτική της με μια αναφορά στο διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb και τις πιο "άμεσες" μετρήσεις που θα μπορούσε να αποφέρει.
