На овој парцели приказане су локације 150 блазара (зелених тачкица) које је у новом телескопу користио телескоп Ферми Гамма-Раи. Заслуга: НАСА / ДОЕ / Ферми ЛАТ сарадња
Сва светлост коју је произвела свака звезда која је икада постојала још увек је вани, али „видети“ и прецизно измерити је изузетно тешко. Сада су астрономи који су користили НАСА-ин свемирски телескоп телескоп Гамма-зрака били у стању да погледају удаљене блазаре да помогну у мерењу позадинске светлости свих звезда које сијају сада и увек. То је омогућило најтачније мерење звездине светлости у свемиру, што заузврат помаже да се успоставе ограничења за укупан број звезда које су икада блистале.
"Оптичка и ултраљубичаста светлост из звезда наставља да путује кроз свемир чак и након што звезде престану да сјаје, а то ствара поље фосилног зрачења које можемо истражити употребом гама зрака из удаљених извора", рекао је главни научник Марцо Ајелло са Института Кавли за Астрофизика и космологија честица на Универзитету Станфорд у Калифорнији и Лабораторија за свемирске науке на Калифорнијском универзитету у Берклију.
Њихови резултати такође пружају звјездану густину у космосу од око 1,4 звезде на 100 милијарди кубних светлосних година, што значи да је просечна удаљеност између звезда у универзуму око 4.150 светлосних година.
Укупна количина звездане светлости у космосу назива се екстрагалактичка позадинска светлост (ЕБЛ), а Ајелло и његов тим истражили су ЕБЛ проучавајући гама зраке од 150 блазара, који су међу најенергичнијим феноменима у свемиру. То су галаксије које покрећу изузетно енергетске црне рупе: имају енергију већу од 3 милијарде електронских волти (ГеВ) или више од милијарду пута већу од енергије видљиве светлости.
Астрономи су користили четири године Фермијевих података о гама зрацима са енергијом изнад 10 милијарди електрон-волти (ГеВ), а инструмент Ферми великог телескопа (ЛАТ) је први који је открио више од 500 извора у овом енергетском опсегу.
За гама зраке, ЕБЛ функционише као нека врста космичке магле, али Ферми је мерио количину апсорпције гама зрака у спектрима блазара произведеним ултраљубичастим и видљивим звезданим светлима у три различите епохе у историји свемира.
Ферми је измерио количину апсорпције гама зрака у блазар спектрима произведеним ултраљубичастим и видљивим звезданим светлима у три различите епохе у историји свемира. (Заслуга: НАСА-ин Годдард Центар за свемирске летове)
"Са више од хиљаду откривених до сада, блазари су најчешћи извори које је детектирао Ферми, али гама зрака код ових енергија су мало и далеко између, због чега су биле потребне четири године података да би се направила ова анализа", рекао је члан тима Јустин Финке, астрофизичар из Поморске лабораторије за истраживање у Васхингтону.
Гама зраци произведени у блазар млазима путују на Земљу милијарде светлосних година. Током свог путовања гама зраци пролазе кроз све већу маглу видљиве и ултраљубичасте светлости коју емитују звезде које су се формирале кроз историју универзума.
Повремено се гама зрака судара са звезданом светлошћу и претвара се у пар честица - електрон и његов антиматеријски колега, позитрон. Једном када се то догоди, светлост гама зрака се губи. Заправо, процес пригушује сигнал гама зрака на исти начин као што магла затамњује удаљени свјетионик.
На основу студија оближњих блазара, научници су утврдили колико гама зрака треба да емитује при различитим енергијама. Удаљенији блазари показују мање гама зрака при већим енергијама - нарочито изнад 25 ГеВ - захваљујући апсорпцији космичке магле.
Затим су истраживачи утврдили просечно пригушивање гама зрака у три домета: Најближа група је била из времена када је универзум имао 11,2 године, средња група када је Универзум био стар 8,6 милијарди година, и најудаљенија група из времена када је Универзум био 4.1 милијарди година.
Ова анимација прати неколико гама зрака кроз простор и време, од њихове емисије у млазу далеког блазара до њиховог доласка у Фермијев телескоп великог подручја (ЛАТ). Током њиховог путовања, број насумично покретних ултраљубичастих и оптичких фотона (плавих) расте како се у свемиру рађа све више звијезда. На крају, један од гама зрака наиђе на фотон звездасте светлости и гама се зрак трансформише у електрон и позитрон. Преостали фотони гама-зрака стижу у Ферми, комуницирају с волфрамовим плочама у ЛАТ-у и производе електроне и позитроне чији пут кроз детектор омогућава астрономима да повуку гама зраке до њиховог извора.
На основу овог мерења, научници су успели да процене дебљину магле.
"Ови резултати вам дају и горњу и доњу границу количине светлости у Универзуму и количине звезда које су се формирале", рекао је Финке током данашњег брифинга. "Раније процене су само горња граница."
И горња и доња граница су врло близу једна другој, рекао је Волкер Бромм, астроном са Универзитета у Тексасу у Аустину, који је коментарисао своја открића. „Ферми резултат отвара узбудљиву могућност ограничавања најранијег периода формирања космичких звезда, постављајући на тај начин НАСА-ин свемирски телескоп Јамес Вебб“, рекао је. "Једноставно речено, Ферми нам пружа слику сенке првих звезда, док ће их Вебб директно открити."
Мерење екстрагалактичке позадинске светлости био је један од главних циљева мисије Фермија, а Ајелло је рекао да су налази кључни за помоћ у одговору на бројна велика питања у космологији.
Документ који описује налазе објављен је у четвртак на Сциенце Екпресс-у.
Извор: НАСА
