Το σύμπαν, όπως μας λένε οι περισσότεροι κοσμολόγοι, ξεκίνησε με ένα χτύπημα. Πόσο φως έχει παράγει το σύμπαν από τότε που γεννήθηκε, 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια πριν;
Φαίνεται μια δύσκολη απάντηση με την πρώτη ματιά. Ωστόσο, στο διάστημα μπορούμε να τα εντοπίσουμε. Κάθε ελαφρύ σωματίδιο που εκπέμπεται ποτέ από γαλαξίες και αστέρια εξακολουθεί να ταξιδεύει, γι 'αυτό μπορούμε να κοιτάξουμε πίσω στο παρελθόν με τα τηλεσκόπια μας.
Ένα νέο έγγραφο στο Αστροφυσική Εφημερίδα διερευνά τη φύση αυτού του εξωγαλακτικού φωτός φόντου ή EBL. Μετρώντας το EBL, η ομάδα δηλώνει, «είναι εξίσου θεμελιώδες για την κοσμολογία με τη μέτρηση της ακτινοβολίας θερμότητας που απομένει από το Big Bang (το κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων) σε μήκη κύματος ραδιοφώνου.»
Αποδεικνύεται ότι πολλά διαστημόπλοια της NASA μας βοήθησαν να κατανοήσουμε την απάντηση. Κοίταξαν ματιά στο σύμπαν σε κάθε μήκος κύματος του φωτός, που κυμαίνονται από μακρά ραδιοκύματα έως μικρές, γεμάτες ενέργεια ακτίνες γάμμα. Αν και το έργο τους δεν επιστρέφει στην προέλευση του σύμπαντος, δίνει καλές μετρήσεις τα τελευταία πέντε δισεκατομμύρια χρόνια περίπου. (Συμπτωματικά, για την εποχή του ηλιακού συστήματος.)
Είναι δύσκολο να δούμε αυτό το εξασθενημένο φόντο φως ενάντια στην ισχυρή λάμψη των αστεριών και των γαλαξιών σήμερα, τόσο δύσκολο όσο το να βλέπεις τον Γαλαξία από το κέντρο του Μανχάταν, ανέφεραν οι αστρονόμοι.
Η λύση περιλαμβάνει ακτίνες γάμμα και σακάκια, που είναι τεράστιες μαύρες τρύπες στην καρδιά ενός γαλαξία που παράγουν πίδακες υλικού που οδηγούν προς τη Γη. Ακριβώς όπως ένας φακός.
Αυτά τα σακάκια εκπέμπουν ακτίνες γάμμα, αλλά δεν φτάνουν όλοι στη Γη. Μερικοί, αστρονόμοι είπαν, "χτυπήστε ένα άβολο φωτόνιο EBL στο δρόμο."
Όταν συμβεί αυτό, η ακτίνα γάμμα και το φωτόνιο εκπέμπουν το καθένα και παράγουν ένα αρνητικά φορτισμένο ηλεκτρόνιο και ένα θετικά φορτισμένο ποζιτρόνιο.
Το πιο ενδιαφέρον είναι ότι τα blazars παράγουν ακτίνες γάμμα σε ελαφρώς διαφορετικές ενέργειες, οι οποίες με τη σειρά τους σταματούν από τα φωτόνια EBL σε διαφορετικές ενέργειες οι ίδιες.
Έτσι, υπολογίζοντας πόσες ακτίνες γάμμα με διαφορετικές ενέργειες σταματούν από τα φωτόνια, μπορούμε να δούμε πόσα φωτόνια EBL βρίσκονται ανάμεσα σε εμάς και τα μακρινά.
Οι επιστήμονες μόλις τώρα ανακοίνωσαν ότι μπορούσαν να δουν πώς άλλαξε το EBL με την πάροδο του χρόνου. Η ματιά στο σύμπαν, όπως είπαμε νωρίτερα, χρησιμεύει ως ένα είδος μηχανής χρόνου. Έτσι, όσο πιο πίσω βλέπουμε τις ακτίνες γάμμα να εξαλείφονται, τόσο καλύτερα μπορούμε να χαρτογραφήσουμε τις αλλαγές του EBL σε προηγούμενες εποχές.
Για να γίνουν τεχνικοί, έτσι το έκαναν οι αστρονόμοι:
- Συγκρίνει τα ευρήματα ακτίνων γάμμα του διαστημικού τηλεσκοπίου ακτίνων γάμμα Fermi με την ένταση των ακτίνων X που μετρήθηκαν από διάφορα παρατηρητήρια ακτίνων Χ, όπως το Παρατηρητήριο Ακτίνων Χ Chandra, το Swift Gamma-Ray Burst Mission, το Rossi X- ray Timing Explorer και XMM / Newton. Αυτό επιτρέπει στους αστρονόμους να καταλάβουν ποιες ήταν οι φωτεινότητες των blazars σε διαφορετικές ενέργειες.
- Συγκρίνοντας αυτές τις μετρήσεις με εκείνες που λαμβάνονται από ειδικά τηλεσκόπια στο έδαφος που μπορούν να δουν την πραγματική «ροή ακτίνων γάμμα» που λαμβάνει η Γη από αυτά τα τζάμια. (Οι ακτίνες γάμμα εκμηδενίζονται στην ατμόσφαιρα μας και παράγουν ένα ντους υποατομικών σωματιδίων, σαν «ηχητική έκρηξη», που ονομάζεται ακτινοβολία Cherenkov.)
Οι μετρήσεις που έχουμε σε αυτό το άρθρο είναι περίπου όσο μπορούμε να δούμε τώρα, πρόσθεσαν οι αστρονόμοι.
«Πριν από πέντε δισεκατομμύρια χρόνια είναι η μέγιστη απόσταση που μπορούμε να διερευνήσουμε με την τρέχουσα τεχνολογία μας», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της εφημερίδας, Alberto Dominguez.
«Σίγουρα, υπάρχουν σακάκια μακρύτερα, αλλά δεν μπορούμε να τα εντοπίσουμε γιατί οι ακτίνες γάμμα υψηλής ενέργειας που εκπέμπουν είναι πολύ εξασθενημένες από το EBL όταν φτάνουν σε εμάς - τόσο εξασθενημένα που τα όργανα μας δεν είναι αρκετά ευαίσθητα για να τα εντοπίσουν "
Πηγή: Κέντρο Υψηλής Απόδοσης Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια AstroComputing
