Главная » Космос » Измерен свет всех звезд вселенной

Измерен свет всех звезд вселенной

Баланс небесного света. Астрономы впервые смогли измерить количество света, выделенное со времени образование первых звезд вселенной. В соответствии с этими расчетами, все существующие и когда-то существовавшие звезды испустили за последние примерно 13 миллиардов лет приблизительно 4х1084 фотонов. Сильнее всего новые звезды светились при этом примерно через два миллиарда лет после Большого взрыва, о чем исследователи написали в научном журнале Science.

Сколько звездного света существует в космосе? Астрономам удалось найти ответ на этот вопрос. © NASA/ ESA, J. Maíz Apellániz (Institute of Astrophysics of Andalusia)

«Сколько звезд на небе?» Этот вопрос нельзя считать детским или наивным, ибо количество звезд и, в первую очередь, интенсивность звездообразования на протяжении времени дают нам информацию об истории нашей вселенной, а также о ее будущем. Но определить количество звезд, это не просто сложно, а архисложно. «Даже самые мощные телескопы не в состоянии рассмотреть и выявить в небе все галактики вселенной», — объясняет Марко Ажелло из рабочей группы широкоформатного космического гамма-телескопа Ферми.

Космический световой туман

Так что же делать? Решение обеспечил внегалактический фоновый свет (EBL). Этот диффузный туман из ультрафиолетовых излучений, видимого света, а также света в инфракрасном спектре пронизывает всю вселенную. И что особенно интересно. «Свет звезд, исходящий от галактик, не теряется, а становится частью этого внегалактического фонового света», — объясняют астрономы. — «В нем сохраняется весь свет, созданный на протяжении всей жизни вселенной самыми различными источниками».

Правда, и этот фоновый свет измерить напрямую можно с очень большим трудом. «Яркие источники на переднем плане, как свет зодиака, крайне затрудняют проведение таких измерений», — поясняет коллега Ажелло Абхишек Десаи. Несмотря на длившиеся десятилетиями попытки, до сих пор не удавалось хотя бы с приблизительной точностью определить количество света космического светового тумана.

Абсорбция гамма-лучей раскрывает количество света

И вот Ажелло со своими коллегами нашел другую возможность. Когда гамма-лучи от далеких источников проходят через космический световой туман (или туман излучений), они частично абсорбируются — чем больше имеется света, тем большей оказывается абсорбция. «Измеряя, какое количество гама-фотонов абсорбируется, мы можем определить, какова плотность светового тумана, и, соответственно, сколько света было выделено за прошедшие времена», — говорит Ажелло.

Измерения стали возможными только с помощью космического гамма-телескопа «Ферми». © NASA/ Sonoma State University, Aurore Simonnet

Такое измерение стало возможным, благодаря космическому гамма-телескопу «Ферми». Из данных наблюдений, продолжавшихся в течение девяти лет, астрономы отобрали 739 блазаров — массивные черные дыры, направляющие пучки гамма-излучений в нашем направлении — как источники гамма-излучений. «Используя для этого блазары на различном удалении от нас, мы смогли измерить количество звездного света в различные эпохи вселенной», — объяснил Ажелло.

Число с 84 нулями

Результат не заставил себя ждать. За прошедшие примирено 13 миллиардов лет звезды вселенной излучили невероятное количество света в 4 х 1084 фотонов — это соответствует четверке с 84 нулями. «Таким образом, нам впервые удалось измерить, сколько звездного света было эмитировано за все время существования вселенной. И этого до нас не делал еще никто», — говорит Ажелло.

Но измерения показывают и то, как изменялось с течением времени количество света в космосе, а вместе с этим, и количество звезд. И полученные данные говорят о том, что кульминация звездообразования припала на период примерно через два миллиарда лет после Большого взрыва. С тех пор количество звезд медленно, не неустанно уменьшается. Такое положение дел, как сообщают астрономы, совпадает с предыдущими предположениями и измерениями в отдельные периоды времени.

«Двигатель вселенной»

Определением характеристик космического фонового света Ажелло и команда космического телескопа «Ферми» обеспечили настоящий астрономически прорыв. Ведь проведенные ними измерения вносят свой в клад в лучшее понимание истории нашей вселенной. «Звездообразование — это могучий космический круговорот рециркуляции энергии, материи и тяжелых элементов», — дополняет вышесказанное соавтор исследования Дитер Хартманн. — «И именно оно представляет собой двигатель вселенной».