חבוי בחושך שבין הכוכבים נמצא כל האור שיצר היקום מאז המפץ הגדול.
כעת, מדענים חושבים שהם יודעים בערך כמה אור זה. מאז לידתם מיליוני שנים לאחר המפץ הגדול, הכוכבים ייצרו כ -4 x 10 ^ 84 פוטונים, או חלקיקי אור, על פי מדידות חדשות שדווחו היום (29 בנובמבר) בכתב העת Science.
מרבית האור ביקום מגיע מכוכבים, אמר מרקו אג'לו, מחבר משותף ומחקר אסטרופיזיקאי מאוניברסיטת קלמסון.
הנה מה שקורה: כוכבים כמו השמש שלנו מופעלים על ידי תגובות גרעיניות בליבה, שם פרוטוני מימן מתמזגים זה לזה ליצירת הליום. תהליך זה משחרר גם אנרגיה בצורה של פוטונים מקרני גאמה. לפוטונים האלה יש אנרגיה פי מאה מיליון יותר מהפוטונים הרגילים שאנו רואים כאור גלוי.
מכיוון שגרעין השמש צפוף מאוד, אותם פוטונים אינם יכולים לברוח ובמקום זאת להיתקל באטומים ואלקטרונים, ובסופו של דבר לאבד אנרגיה. מאות אלפי שנים לאחר מכן, הם עוזבים את השמש, עם פחות אנרגיה פי מיליון מאור נראה, אמר אג'לו.
האור שאנו יכולים לראות מגיע מפוטונים שנוצרו על ידי כוכבים בגלקסיה שלנו, כולל השמש. מדידת כל אותו אור אחר באזורים אחרים ביקום - החבוי בשמיים האפלים בין הכוכבים שאנו יכולים לראות - הוא "קשה, כי הוא מאוד מאוד עמום", אמר אג'לו ל- Live Science. אכן, לנסות לראות את כל האור ביקום זה כמו להסתכל על נורה של 60 וואט ממרחק של 2.5 מיילים, הוסיף.
אז, אג'לו וצוותו השתמשו בשיטה עקיפה למדידת האור הזה, תוך הסתמכות על נתונים מטלסקופ החלל-קרני גמא-פריימי של נאס"א, שמקיף את כדור הארץ מאז 2008. החוקרים בדקו קרני גאמה שנפלטו מ -739 בלייזרים (בהירים להפליא) גלקסיות עם חורים שחורים היורים קרני גאמה לכיווננו) ופרץ קרני גאמה אחת (פיצוץ אנרגטי גבוה במיוחד) כדי להעריך עד כמה אור הכוכבים היה קיים בתקופות שונות של היקום - ככל שהמקור רחוק יותר ממקור קרני הגמא. , לפני זמן רב יותר.
כאשר הם עוברים ביקום, הפוטונים בקרני הגמא הללו מקיימים אינטראקציה עם "אור הרקע החיצוני", ערפל של פוטונים אולטרה סגול, אופטיים ואינפרא אדום המיוצרים על ידי כוכבים. תהליך זה הופך את הפוטונים לאלקטרונים והשותפים שלהם לאנטי-חומר, פוזיטרונים. על ידי איתור השינויים הקטנים הללו, אג'לו וצוותו הצליחו להעריך כמה אור כוכבים או "ערפל" היה בזמנים שונים.
המדענים גילו שכוכבים נוצרו בשיעור הגבוה ביותר לפני כעשרה מיליארד שנים ואחרי זה, היווצרות הכוכבים פחתה מאוד. הסכום הכולל של אור הכוכבים שהופק אי פעם, "אינו חשוב במיוחד", אמר אג'לו.
למעשה, המספר 4 x 10 ^ 84 שחשבו החוקרים עבור המספר הכולל של הפוטונים שיוצרו עשוי להיות נמוך פי עשרה. זאת מכיוון שהוא אינו כולל פוטונים בספקטרום האינפרא אדום, שיש להם אנרגיה נמוכה יותר מאור גלוי, אמר אג'לו.
התוצאה המרגשת יותר היא שהחוקרים יכלו לחשב כמה ואילו סוגי פוטונים היו קיימים במהלך תקופות שונות של היקום, החל מההתחלה (כמעט). עג'לו וצוותו הקימו היסטוריה של אור כוכבים שפרש על יותר מ 90 אחוז מהזמן הקוסמי. כדי לבנות את עשרת האחוזים האחרים, התחלה ממש של אור הכוכבים, "היינו צריכים לחכות אולי עוד 10 שנות התבוננות", אמר אג'לו.
תמונת מצב של אור הכוכבים שנוצר עוד בינקותו של היקום עשויה להגיע מטלסקופ החלל המסיבי של ג'יימס ווב, שלפי ההערכה יש שיגור בשנת 2021, אמר אג'לו.
זו "אבן דרך נוספת של צוות פרמי", אליסה פרנדיני, עמיתה פוסט-דוקטורט במחלקה לפיזיקה ואסטרונומיה באוניברסיטת פדובה באיטליה, כתבה בפרספקטיבה בפרספקטיבה באותו גיליון של מדע. פרנדיני, שלא הייתה מעורבת במחקר הנוכחי, גם סיימה את נקודת המבט שלה עם אזכור טלסקופ החלל ג'יימס ווב והמדידות "הישירות" יותר שיכולה להניב.
