Sinds de eerste sterren voor het eerst flitsten, ongeveer 100 miljoen jaar na de oerknal, heeft ons universum ongeveer een triljoen triljoen sterren voortgebracht, die elk sterrendicht naar de kosmos pompen. Dat is een verbijsterende hoeveelheid energie, maar voor wetenschappers van de Fermi Large Area Telescope Collaboration was het een uitdaging. Hannah Devlin van The Guardian meldt dat de astronomen en astrofysici de monumentale taak op zich namen om te berekenen hoeveel sterrenlicht is uitgestraald sinds het universum 13, 7 miljard jaar geleden begon.
Dus hoeveel sterrenlicht is er? Volgens het artikel in het tijdschrift Science zijn er in ons universum 4x10 ^ 84 fotonen geproduceerd, of 4.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000, 000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 fotonen.
Om tot dat ongelooflijke grote aantal te komen, analyseerde het team tientallen jaren aan gegevens van de Fermi Gamma-ray Space Telescope, een NASA-project dat gegevens verzamelt over stervorming. Het team keek specifiek naar gegevens van het extragalactische achtergrondlicht (EBL), een kosmische mist die het universum doordringt, waar 90 procent van de ultraviolette, infrarode en zichtbare straling die door sterren wordt uitgestraald terechtkomt. Het team onderzocht 739 blazars, een soort melkwegstelsel met een superzwaar zwart gat in het midden dat met bijna de snelheid van het licht direct gammastralen naar de aarde schiet. De objecten zijn zo helder dat zelfs extreem verre blazars vanaf de aarde te zien zijn. Deze fotonen van de glanzende sterrenstelsels botsen met de EBL, die een deel van de fotonen absorbeert en een afdruk achterlaat die de onderzoekers kunnen bestuderen.
Kijkend naar blazars in leeftijd variërend van 2 miljoen tot 11, 6 miljard jaar oud, konden de onderzoekers de gevoelige instrumenten op de Fermi-telescoop gebruiken om hun licht te analyseren en te meten hoeveel straling het verloor terwijl het door de EBL bewoog. Hiermee konden ze een nauwkeurige meting van de dichtheid of dikte van de EBL in de tijd maken, in wezen een geschiedenis van sterrenlicht in het universum creëren, omdat in diepe ruimte afstand en tijd bijna hetzelfde zijn.
"Door blazars op verschillende afstanden van ons te gebruiken, hebben we het totale sterrenlicht op verschillende tijdsperioden gemeten, " zegt co-auteur Vaidehi Paliya van Clemson University in een persbericht. “We hebben het totale sterlicht van elk tijdperk gemeten - een miljard jaar geleden, twee miljard jaar geleden, zes miljard jaar geleden, enz. - helemaal terug naar toen de sterren voor het eerst werden gevormd. Dit stelde ons in staat om de EBL te reconstrueren en de stervormingsgeschiedenis van het universum op een effectievere manier te bepalen dan voorheen was bereikt. ”
Onderzoekers hebben in het verleden geprobeerd de EBL te meten, maar konden niet langs het gelokaliseerde stof en sterrenlicht dichtbij de aarde komen, waardoor het bijna onmogelijk was om goede gegevens over de EBL te verzamelen. Met de Fermi-telescoop kon het team die interferentie echter minimaliseren door naar gammastralen te kijken. De gegevens die ze hebben verzameld, komen overeen met eerdere schattingen voor de dichtheid van de EBL.
De studie toont aan dat de piek van stervorming in het universum ongeveer 11 miljard jaar geleden plaatsvond. In de loop van de tijd is het drastisch vertraagd, maar er vormen zich nog steeds sterren met elk jaar alleen al ongeveer zeven nieuwe sterren oplichten in de Melkweg.
De studie was ook niet alleen een oefening om de nul-toets te breken. Ryan F. Mandelbaum bij Gizmodo meldt dat de meting de wetenschapper een bovengrens geeft aan het aantal sterrenstelsels dat ongeveer 12 miljard jaar geleden dreef tijdens het tijdperk van de reionisatie, de periode waarin donkere materie, waterstof en helium voor het eerst samenvloeiden tot sterren en gewone materie . Het is ook mogelijk dat de EBL-meting kan helpen bij het ontwikkelen van nieuwe manieren om naar onbekende deeltjestypes te zoeken.
Clemson-astrofysicus en hoofdauteur Marco Ajello zegt in de release dat de studie ook een goede stap is om de vroegste dagen van het universum te begrijpen.
"De eerste miljard jaar van de geschiedenis van ons universum zijn een zeer interessant tijdperk dat nog niet is onderzocht door huidige satellieten, " zegt hij. “Onze meting stelt ons in staat erin te gluren. Misschien zullen we op een dag een manier vinden om helemaal terug te kijken naar de oerknal. Dit is ons ultieme doel. ”
