Vova Krasen
0 
2337
42
Verborgen in de duisternis tussen de sterren is al het licht dat het universum heeft gecreëerd sinds de oerknal.
Nu denken wetenschappers dat ze ongeveer weten hoeveel licht dat is. Sinds hun geboorte een paar miljoen jaar na de oerknal, hebben sterren ongeveer 4 x 10 ^ 84 fotonen of lichtdeeltjes geproduceerd, volgens nieuwe metingen die vandaag (29 november) zijn gerapporteerd in het tijdschrift Science.
Het meeste licht in het universum komt van sterren, zegt Marco Ajello, co-auteur van de studie en astrofysicus aan de Clemson University..
Dit is wat er gebeurt: sterren zoals onze zon worden aangedreven door kernreacties in de kern, waar waterstofprotonen worden samengesmolten om helium te creëren. Bij dit proces komt ook energie vrij in de vorm van gammafotonen. Deze fotonen hebben honderd miljoen keer meer energie dan de gewone fotonen die we als zichtbaar licht zien. [Big Bang to Civilization: 10 Amazing Origin Events]
Omdat de kern van de zon erg dicht is, kunnen die fotonen niet ontsnappen en in plaats daarvan tegen atomen en elektronen botsen, waardoor ze uiteindelijk energie verliezen. Honderdduizenden jaren later verlaten ze de zon, met ongeveer een miljoen keer minder energie dan zichtbaar licht, zei Ajello..
Het licht dat we kunnen zien, is afkomstig van fotonen die zijn gemaakt door sterren in ons eigen melkwegstelsel, inclusief de zon. Het meten van al dat andere licht in andere delen van het universum - verborgen in de donkere lucht tussen de sterren die we kunnen zien - is 'moeilijk, omdat het heel, heel zwak is', vertelde Ajello. Inderdaad, proberen al het licht in het universum te zien, zou hetzelfde zijn als kijken naar een gloeilamp van 60 watt vanaf 4 kilometer afstand, voegde hij eraan toe.
Dus gebruikten Ajello en zijn team een indirecte methode om dit licht te meten, waarbij ze vertrouwden op gegevens van NASA's Fermi Gamma-ray Space Telescope, die sinds 2008 in een baan om de aarde draait. De onderzoekers keken naar gammastralen die werden uitgezonden door 739 blazars (ongelooflijk helder sterrenstelsels met zwarte gaten die gammastralen in onze richting schieten) en één gammastraaluitbarsting (een explosie met extreem hoge energie) om te schatten hoeveel sterlicht er bestond tijdens verschillende tijdperken van het universum - hoe verder weg de bron van de gammastraling , hoe langer geleden de tijd.
Terwijl ze door het universum gaan, interageren de fotonen in deze gammastralen met het "extragalactische achtergrondlicht", een mist van ultraviolette, optische en infrarode fotonen geproduceerd door sterren. Dit proces zet de fotonen om in elektronen en hun antimateriepartners, positronen. Door deze kleine veranderingen te detecteren, konden Ajello en zijn team inschatten hoeveel sterrenlicht of "mist" er op verschillende momenten was..
De wetenschappers ontdekten dat sterren ongeveer 10 miljard jaar geleden met de hoogste snelheid werden gevormd en dat daarna de stervorming enorm afnam. De totale hoeveelheid ooit geproduceerd sterlicht "is niet erg belangrijk", zei Ajello.
In feite zou het 4 x 10 ^ 84 getal dat de onderzoekers berekenden voor het totale aantal geproduceerde fotonen ongeveer 10 keer te laag kunnen zijn. Dat komt omdat het geen fotonen in het infraroodspectrum bevat, die een lagere energie hebben dan zichtbaar licht, zei Ajello.
Het meest opwindende resultaat is dat de onderzoekers vanaf het (bijna) begin konden berekenen hoeveel en welke soorten fotonen er in verschillende tijdperken van het heelal bestonden. Ajello en zijn team hebben een geschiedenis van sterrenlicht opgebouwd die meer dan 90 procent van de kosmische tijd beslaat. Om de andere 10 procent te construeren, het allereerste begin van sterrenlicht, "zouden we misschien nog 10 jaar observatie moeten wachten", zei Ajello..
Een momentopname van het sterlicht dat tijdens de kindertijd van het universum werd gecreëerd, zou afkomstig kunnen zijn van de enorme James Webb Space Telescope, die naar schatting in 2021 wordt gelanceerd, zei Ajello.
Dit is "een andere mijlpaal van het Fermi-team", schreef Elisa Prandini, een postdoctoraal onderzoeker in de afdeling natuurkunde en astronomie aan de Universiteit van Padua in Italië, in een perspectiefstuk in hetzelfde nummer van Science. Prandini, die niet betrokken was bij het huidige onderzoek, sloot haar perspectief ook af met een vermelding van de James Webb Space Telescope en de meer 'directe' metingen die het zou kunnen opleveren.
- Fallen Stars: A Gallery of Famous Meteorites
- Grote cijfers die ons universum bepalen
- 11 fascinerende feiten over ons Melkwegstelsel
Oorspronkelijk gepubliceerd op .