Gli scienziati hanno trovato un modo per misurare tutta la luce stellare emessa per la maggior parte della storia dell'universo. George Rose/Getty Images Ecco una cifra strabiliante per te:4, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000.
Nel caso ti stia chiedendo cosa significano tutte quelle cifre, questo è il numero di fotoni, espresso in modo più compatto come 4 x 10 84 — emesso da tutte le stelle dell'universo osservabile, risalendo a quando l'universo di 13,7 miliardi di anni esisteva da appena un miliardo di anni, secondo un team di ricercatori guidato da Marco Ajello, un astrofisico al College of Science della Clemson University.
Questo si basa su un'analisi dei dati del telescopio spaziale a raggi gamma Fermi della NASA di 10 anni fa, che ha permesso ai ricercatori di compilare una storia della formazione stellare durante la maggior parte della vita dell'universo.
Gli scienziati hanno dettagliato le loro scoperte in un articolo pubblicato il 30 novembre, 2018, sulla rivista Science, con Ajello come autore principale.
Ecco un video della NASA sulla ricerca:
Misurare la luce delle stelle per la maggior parte della storia dell'universo ha richiesto una notevole ingegnosità. Come spiega Ajello nei commenti preparati via e-mail, la quantità totale di luce emessa dalle stelle è di due tipi. "Uno è la luce stellare che sopravvive all'assorbimento della polvere, " scrive. "Questo è ciò che abbiamo misurato. Il resto è luce stellare assorbita dalla polvere e riemessa nell'infrarosso. Non siamo sensibili a questo. Si scopre che metà dell'energia emessa dalle stelle nel corso della storia dell'universo è stata rielaborata da stelle a lunghezze d'onda (infrarosse) più lunghe".
Il cielo è pieno di fotoni emessi molto tempo fa da stelle lontane:questa è chiamata luce di fondo extragalattica, o EBL. Tuttavia, tranne la luna e le stelle della nostra galassia, il cielo appare scuro ai nostri occhi. Secondo Ajello, questo perché la maggior parte della luce stellare che raggiunge la Terra dal resto del vasto universo è estremamente debole, l'equivalente di una lampadina da 60 watt vista nell'oscurità totale da circa 2,5 milioni di miglia di distanza.
Come spiega questo articolo di Science News, per aggirare quel problema, Ajello e il suo team hanno esaminato 10 anni di dati dal telescopio Fermi, e ha osservato l'interazione dell'EBL con i raggi gamma emessi da blazar lontani, buchi neri che possono inviare potenti flussi di radiazioni nell'universo. I ricercatori hanno calcolato la misura in cui i raggi gamma di quei blazar erano stati assorbiti o alterati dalle collisioni con i fotoni dell'EBL.
"I Blazar emettono luce attraverso lo spettro elettromagnetico, ma rilasciano la maggior parte della loro energia nella banda dei raggi gamma, "Spiega Ajello. "Il Large Area Telescope (LAT) a bordo di Fermi è in grado di misurare i raggi gamma dei blazar da 100 MeV (1 milione di volte l'energia della luce visibile) a 1 TeV (1 trilione di volte l'energia della luce visibile). ). Il processo di produzione della coppia (dove due fotoni producono una coppia elettrone-positrone) che ha assorbito i raggi gamma emessi dai blazar inizia solo a energie di ~10 GeV (miliardi di volte l'energia della luce visibile). Quindi al di sotto di questa energia abbiamo osservato il vero, non assorbito, uscita blazar, ma al di sopra di questa 'soglia' vengono assorbiti sempre più fotoni dai blazar fino al punto (se aumenti abbastanza l'energia) non vedi più il blazar."
"Cerchiamo questa transizione dallo zero percento di assorbimento al 100 percento di assorbimento in funzione dell'energia, "Ajello continua. "L'energia alla quale inizia la transizione e la velocità con cui passa dallo zero percento al 100 percento misurano l'energia dei fotoni EBL e quanti di questi sono là fuori. Più ce ne sono, più rapida è la transizione zero 100 percento (assorbimento)."
Ajello descrive il monitoraggio dell'EBL come l'equivalente per gli astrofisici di "seguire l'arcobaleno e scoprire una pentola d'oro. L'EBL è l'arcobaleno e la sua conoscenza può finalmente rivelare molte informazioni utili".
Ajello spiega che la quantità totale di luce emessa dalle stelle è di due tipi. "Uno è la luce stellare che sopravvive all'assorbimento da parte della polvere (questo è ciò che abbiamo misurato). Il resto è luce stellare assorbita dalla polvere e riemessa nell'infrarosso (non siamo sensibili a questo). Risulta metà dell'energia emessa dalle stelle nella storia dell'universo viene rielaborato da stelle a lunghezze d'onda (infrarosse) più lunghe."
La tecnica dei ricercatori ha permesso loro di vedere la storia della formazione stellare nell'universo, che hanno scoperto che aveva raggiunto il picco circa 3 miliardi di anni dopo il Big Bang e da allora ha rallentato drasticamente, secondo un articolo del Washington Post sul lavoro.
Il conteggio non include la quantità di luce stellare emessa nel primo miliardo di anni di esistenza dell'universo. "Questa è un'epoca che non possiamo ancora sondare davvero, " Spiega Ajello. Questo è uno dei motivi per cui lui e altri scienziati non vedono l'ora del lancio nel 2021 del James Webb Space Telescope, che la NASA dice sarà sufficientemente sensibile per rilevare le prime stelle.
Ora è interessanteMentre la creazione di nuove stelle è rallentata, non è mai completamente fermo, secondo questo comunicato stampa di Clemson. La via Lattea, Per esempio, crea circa sette nuove stelle ogni anno.
Pubblicato originariamente:4 dic. 2018
