Hvor meget stjerne er der udsendt siden tidens begyndelse?

Her er en forbløffende figur til dig: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.

Hvis du undrer dig over, hvad alle disse cifre betyder, det er antallet af fotoner - mere kompakt udtrykt som 4 x 10 ⁸⁴ - udsendt af alle stjernerne i det observerbare univers, går tilbage til dengang det 13,7 milliarder år gamle univers havde eksisteret i bare en milliard år, ifølge et team af forskere under ledelse af Marco Ajello, en astrofysiker ved College of Science ved Clemson University.

Det er baseret på en analyse af data fra NASAs 10-årige Fermi Gamma-ray Space Telescope, som gjorde det muligt for forskerne at sammensætte en historie om stjernedannelse i det meste af universets levetid.

Forskerne redegjorde for deres resultater i et papir, der blev offentliggjort den 30. november, 2018, i tidsskriftet Science, med Ajello som hovedforfatter.

Her er en NASA -video om forskningen:

At måle stjernelys i det meste af universets historie krævede betydelig opfindsomhed. Som Ajello forklarer i forberedte bemærkninger via e -mail, den samlede mængde lys, der udsendes af stjerner, består af to typer. "Det ene er stjernelys, der overlever absorption af støv, "skriver han." Dette er, hvad vi målte. Resten er stjernelys absorberet af støv og genudsendes i det infrarøde. Det er vi ikke følsomme over for. Det viser sig, at halvdelen af ​​den energi, der udsendes af stjerner på tværs af universets historie, genbehandles af stjerner ved længere (infrarøde) bølgelængder. "

Himlen er fyldt med fotoner udsendt for længe siden af ​​fjerne stjerner - dette kaldes det ekstragalaktiske baggrundslys, eller EBL. Alligevel, bortset fra månen og stjernerne fra vores egen galakse, himlen ser mørk ud for vores øjne. Ifølge Ajello, det er fordi det meste af stjernelyset, der når Jorden fra resten af ​​det store univers, er ekstremt svagt-svarende til en 60-watts pære set i konkurrencemørke fra omkring 2,5 millioner miles væk.

Som denne Science News -artikel forklarer, at komme uden om det problem, Ajello og hans team gennemgik 10 års data fra Fermi -teleskopet, og kiggede på EBL's interaktion med gammastråler udsendt af fjerne blazarer - sorte huller, der kan sende kraftige stråler ud i universet. Forskerne beregnede, i hvilket omfang gammastrålerne fra disse blazarer var blevet absorberet eller ændret ved kollisioner med EBL's fotoner.

"Blazars udsender lys på tværs af det elektromagnetiske spektrum, men frigiver det meste af deres energi i gammastrålebåndet, "Ajello forklarer." Large Area Telescope (LAT) ombord på Fermi er i stand til at måle gammastråler fra blazarer fra 100 MeV (1 million gange energien af ​​synligt lys) til 1 TeV (1 billion gange energi af synligt lys ). Parproduktionsprocessen (hvor to fotoner producerer et elektron-positronpar), som absorberer gammastrålerne udsendt fra blazarer starter kun ved energier på ~ 10 GeV (milliarder gange energien af ​​synligt lys). Så under denne energi observerede vi den sande, ikke-absorberet, blazar output, men over denne 'tærskel' absorberes flere og flere fotoner fra blazarerne indtil det punkt (hvis du øger energien nok), ser du ikke blazaren længere. "

"Vi leder efter denne overgang fra nul procent absorption til 100 procent absorption som en funktion af energi, "Ajello fortsætter." Den energi, hvormed overgangen starter, og hvor hurtigt den går fra nul procent til 100 procent, måler energien fra EBL -fotonerne, og hvor mange af dem er derude. Jo flere der er, jo hurtigere er nul 100 procent (absorption) overgang. "

Ajello beskriver sporing af EBL som astrofysikernes ækvivalent til "at følge regnbuen og opdage en gryde med guld. EBL er regnbuen og dens viden kan endelig afsløre en masse nyttig information."

Ajello forklarer, at den samlede mængde lys, der udsendes af stjerner, består af to typer. "Den ene er stjernelys, der overlever absorption af støv (det er, hvad vi målte). Resten er stjernelys, der absorberes af støv og genudsendes i infrarød (vi er ikke følsomme over for det). Det viser sig, at halvdelen af ​​den energi, der udsendes af stjerner på tværs af universets historie genbehandles af stjerner ved længere (infrarøde) bølgelængder. "

Forskernes teknik gjorde dem i stand til at se historien om stjernedannelse i universet, som de fandt, havde toppet omkring 3 milliarder år efter Big Bang og er bremset dramatisk siden da, ifølge en Washington Post -artikel om værket.

Tællingen inkluderer ikke mængden af ​​stjernelys, der udsendes i de første milliarder år af universets eksistens. "Dette er en epoke, vi ikke rigtigt kan undersøge endnu, "Ajello forklarer. Det er en af ​​grundene til, at han og andre forskere ser frem til lanceringen af ​​James Webb -rumteleskopet i 2021, som NASA siger, vil være tilstrækkeligt følsomme til at opdage de første stjerner.

Mens skabelsen af ​​nye stjerner er bremset, det er aldrig stoppet helt, ifølge denne Clemson -pressemeddelelse. Mælkevejen, for eksempel, skaber cirka syv nye stjerner hvert år.

Oprindeligt udgivet:4. dec. 2018

Ofte stillede spørgsmål om Starlight

Hvad forårsager stjernelys?

Hvad kan vi lære af stjernelys?

Skinner stjerner i rummet?

Hvor mange stjerner er der?

Hvordan måles stjernelys?