Universul, ne spun cei mai mulți cosmologi, a început cu un bubuit. Câtă lumină a produs universul de când s-a născut, acum 13,8 miliarde de ani?
Pare un răspuns dificil la prima vedere. Cu toate acestea, în spațiu, le putem urmări. Fiecare particulă de lumină radiată vreodată de galaxii și stele circulă în continuare, motiv pentru care putem privi atât de departe în timp cu telescoapele noastre.
O nouă lucrare în document Jurnalul astrofizic explorează natura acestei lumini de fundal extragalactice sau EBL. Măsurarea EBL, echipa afirmă, „este la fel de fundamentală pentru cosmologie ca măsurarea radiației de căldură rămasă de pe Big Bang (fundalul cu microunde cosmic) la lungimile de undă radio.”
Se pare că mai multe nave spațiale NASA ne-au ajutat să înțelegem răspunsul. Au privit universul în fiecare lungime de undă a luminii, de la undele radio lungi la raze scurte, pline de energie. Cu toate că munca lor nu se întoarce la originea universului, ea dă măsurători bune în ultimii cinci miliarde de ani. (Despre vârsta sistemului solar, întâmplător.)
Este greu să vezi această lumină de fundal slabă împotriva strălucirii puternice de stele și galaxii de astăzi, cam la fel de greu ca să vezi Calea Lactee din centrul orașului Manhattan, au spus astronomii.
Soluția implică raze gamma și blaze, care sunt niște găuri negre imense în inima unei galaxii care produc jeturi de material care îndreaptă spre Pământ. La fel ca o lanternă.
Aceste blaze emite raze gamma, dar nu toate ajung pe Pământ. Unii, au spus astronomii, „lovește un foton EBL neplăcut pe parcurs”.
Când se întâmplă acest lucru, raza gamma și fotonul fiecare zap ies și produc un electron încărcat negativ și un pozitron încărcat pozitiv.
Mai interesant, blazarsele produc raze gamma la energii ușor diferite, care la rândul lor sunt oprite de fotoni EBL la diferite energii în sine.
Deci, imaginând câte raze gamma cu energii diferite sunt oprite de fotoni, putem vedea câte fotoni EBL sunt între noi și blazarele îndepărtate.
Oamenii de știință tocmai au anunțat că ar putea vedea cum s-a schimbat EBL în timp. Privirea înapoi în univers, așa cum am spus mai devreme, servește ca un fel de mașină a timpului. Așadar, cu cât vom vedea mai departe razele gamma, cu atât putem face mai bine modificările EBL din perioadele anterioare.
Pentru a obține tehnici, așa au făcut-o astronomii:
- Comparatele descoperirilor de raze gamma ale Telescopului spațial de raze Gamma Fermi cu intensitatea razelor X măsurate de mai multe observatorii cu raze X, inclusiv Observatorul Chandra, rațiunea X, Misiunea Burst Gamma-Ray Burst, Rossi X- Explorer Timing Explorer și XMM / Newton. Acest lucru a permis astronomilor să-și dea seama care erau luminozitățile blazelor la diferite energii.
- Compararea acestor măsurători cu cele luate de telescoape speciale pe sol care pot privi efectiv „fluxul de raze gamma” pe care îl primește Pământul de la acei blazi. (Razele gamma sunt anihilate în atmosfera noastră și produc un duș de particule subatomice, ca un „boom sonic”, numit radiație Cherenkov.)
Măsurătorile pe care le avem în această lucrare sunt cam îndepărtate pe cât le putem vedea chiar acum, au adăugat astronomii.
„Acum cinci miliarde de ani este distanța maximă pe care suntem capabili să o analizăm cu tehnologia noastră actuală”, a declarat autorul principal al lucrării, Alberto Dominguez.
„Sigur, sunt blaze mai îndepărtate, dar nu suntem capabili să le detectăm, deoarece razele gamma cu energie mare pe care le emit sunt prea atenuate de EBL atunci când ajung la noi - atât de slăbit încât instrumentele noastre nu sunt suficient de sensibile pentru a le detecta .“
Sursa: Centrul AstroComputing de înaltă performanță al Universității din California
