Ve tmě mezi hvězdami je skryté veškeré světlo, které vesmír vytvořil od Velkého třesku.
Nyní si vědci myslí, že vědí přibližně, kolik světla to je. Od narození pár milionů let po Velkém třesku vytvořily hvězdy kolem 4 x 10 ^ 84 fotonů nebo částic světla, podle nových měření zveřejněných dnes (29. listopadu) v časopise Science.
Většina světla ve vesmíru pochází z hvězd, řekl Marco Ajello, spoluautor studie a astrofyzik na Clemson University.
Tady se stane: Hvězdy, jako je naše slunce, jsou poháněny jadernými reakcemi v jádru, kde jsou vodíkové protony fúzovány dohromady za vzniku helia. Tento proces také uvolňuje energii ve formě fotonů gama. Tyto fotony mají stok miliónkrát více energie než běžné fotony, které vidíme jako viditelné světlo.
Protože jádro Slunce je velmi husté, nemohou tyto fotony uniknout a místo toho neustále narážet na atomy a elektrony a nakonec ztrácet energii. O stovky tisíc let později opouštějí slunce a mají asi milionkrát méně energie než viditelné světlo, řekl Ajello.
Světlo, které můžeme vidět, pochází z fotonů vytvořených hvězdami v naší vlastní galaxii, včetně slunce. Měření veškerého dalšího světla v jiných částech vesmíru - skrytého na temné obloze mezi hvězdami, které vidíme - je „obtížné, protože je velmi, velmi matné,“ řekl Ajello Live Science. Ve skutečnosti by se pokusit vidět všechno světlo ve vesmíru bylo jako dívat se na 60 wattovou žárovku vzdálenou 4 km, dodal.
Ajello a jeho tým použili k měření tohoto světla nepřímou metodu a spoléhali se na data z kosmického dalekohledu NASA Fermi Gamma-ray Space Telescope, který obíhá kolem Země od roku 2008. Vědci se podívali na gama paprsky vyzařované ze 739 sklenic (neuvěřitelně jasné) galaxie s černými dírami, které střílí gama paprsky v našem směru) a jeden paprsek gama záření (exploze s extrémně vysokou energií), aby bylo možné odhadnout, kolik hvězdného světla existovalo v různých epochách vesmíru - čím dál je zdroj gama paprsků , tím dříve.
Když procházejí vesmírem, fotony v těchto paprskech gama interagují s „extragalaktickým světlem v pozadí“, mlhou ultrafialových, optických a infračervených fotonů produkovaných hvězdami. Tento proces transformuje fotony na elektrony a jejich antihmotové partnery, pozitrony. Tím, že Ajello a jeho tým odhalili tyto malé změny, dokázali odhadnout, kolik hvězdného světla nebo „mlhy“ bylo v různých časech.
Vědci zjistili, že hvězdy se tvořily nejvyšším tempem před asi 10 miliardami let a že potom se formace hvězd nesmírně snížila. Celkové množství vyrobeného hvězdného světla, „není příliš důležité,“ řekl Ajello.
Ve skutečnosti by počet 4 x 10 ^ 84, který vědci vypočítali pro celkový počet vyrobených fotonů, mohl být asi 10krát příliš nízký. Je to proto, že nezahrnuje fotony v infračerveném spektru, které mají nižší energii než viditelné světlo, řekl Ajello.
Více vzrušující výsledek je, že vědci mohli spočítat, kolik a jaké typy fotonů existovaly během různých epoch vesmíru, počínaje (téměř) začátkem. Ajello a jeho tým vytvořili historii hvězdného světla zahrnující více než 90 procent kosmického času. Abychom mohli postavit dalších 10 procent, úplně začátek hvězdného světla, „museli bychom čekat možná dalších 10 let pozorování,“ řekl Ajello.
Snímek hvězdného světla vytvořeného během dětství vesmíru by mohl pocházet z masivního kosmického dalekohledu Jamese Webba, který má podle odhadů zahájit start do roku 2021, řekl Ajello.
Toto je „další milník týmu Fermi“, Elisa Prandini, postdoktorandka na katedře fyziky a astronomie na univerzitě v Padově v Itálii, napsala perspektivní část ve stejném čísle Science. Prandini, která nebyla zapojena do současného výzkumu, také ukončila svůj pohled zmínkou o James Webb Space Telescope a o „přímějších“ měřeních, která mohla přinést.
