Пик образования звезд пришелся на три миллиарда лет после Большого взрыва.
Ключевые выводы
- Ученые отслеживают гамма-лучи на внегалактическом фоне Вселенной, чтобы вычислить весь когда-либо произведенный звездный свет.
- В течение 10,8 миллиардов лет звездообразование замедляется.
- Исследовательская группа изучила данные за девять лет от 739 известных во Вселенной блазаров.
Хорошая новость заключается в том, что ученые считают, что они выяснили, сколько звездного света произвела Вселенная со времен Большого взрыва. Захватывающий. Плохие новости? Что ж, по-видимому, звездообразование достигло своего пика давным-давно, и с тех пор Вселенная находится в процессе умирания. В наши дни рождается только семь новых звезд в год. Однако вы можете продолжать покупать зеленые бананы; есть время: у нас есть еще много миллиардов лет до того, как уже существующие звезды станут темными и холодными.
На этой карте всего неба показано расположение 739 блазаров, использованных в измерениях космического гамма-телескопа Ферми. Более яркие области имеют более сильные гамма-лучи.
Считая звездный свет
In Science Коллаборация Fermi-LAT опубликовала 30 ноября новую инвентаризацию и историю света во Вселенной. Итак, сколько света произвела Вселенная? 4 × 10⁸⁴ фотонов. Чтобы расшифровать это, это 4, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000
000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 фотонов.
Ведущий автор исследования, астрофизик Марко Айелло, сказал, что его команда смогла измерить все количество звездного света, когда-либо испускаемого с помощью телескопа Ферми.
«Такого еще никто не делал», - сказал он газетному киоску Университета Клемсона. «Большая часть этого света излучается звездами, живущими в галактиках. Каждая из существующих звезд внесла свой вклад в это излучение, и мы можем использовать его, чтобы узнать все подробности о звездообразовании, эволюции и эволюции галактик».
Команда Ферми собирала данные о 739 известных во Вселенной блазарах за девять лет.
Художественное изображение блазара, ускоряющего протоны, производящие пионы, производящие нейтрино и гамма-лучи. Источник изображения: IceCube/NASA
Что за блазар такой блазар?
По мере того, как галактики вращаются вокруг сверхмассивной черной дыры в их центре, заряженные частицы, вращающиеся вокруг горизонта событий, создают сильные магнитные поля, которые дополнительно возбуждают частицы, заставляя их излучать излучение с очень высокими энергиями. Такие галактики излучают много света в своих центрах, и их называют «активными галактическими ядрами» (АЯГ). Некоторые АЯГ кажутся ярче других с Земли. На самом деле это не так, просто они направлены прямо на нас.
Струи материала, вылетающие из таких АЯГ, называются «блазарами». Звукоподобное название квазара получило свое «Bl» от «BL Lacertae», в честь созвездия, в котором возник первый зарегистрированный еще в 1929 году. Блазары движутся со скоростью, близкой к скорости света, и внутри них находятся фотоны гамма-излучения, для обнаружения которых предназначен космический гамма-телескоп Ферми.
Воззрение художника на блазар. Источник изображения: JPL
Встречи с EBL
Путешествуя по космосу, фотоны гамма-излучения блазара сталкиваются с внегалактическим фоном Вселенной (EBL), фоновым излучением, образующимся при звездообразовании. Аджелло говорит: «Гамма-фотоны, путешествующие сквозь туман звездного света, с большой вероятностью могут быть поглощены. Измерив, сколько фотонов было поглощено, мы смогли определить, насколько густым был туман, а также измерить, в зависимости от времени, сколько света было во всем диапазоне длин волн. Он добавляет: «Это как следовать за радугой до конца и найти сокровище. Вот что мы нашли».
Что касается блазаров, обозреватель НАСА Итан Сейгель пишет: «Ближайший из них пришел к нам всего 200 миллионов лет назад; к самому дальнему свет прибывает после путешествия в 11,6 миллиарда лет: когда Вселенной было всего 2,2 миллиарда лет».
Отслеживание истории звездного света с помощью NASA Fermi Mission
YouTube
Временная шкала позади и впереди
Вайдехи Палия из исследования говорит: «Используя блазары на разных расстояниях от нас, мы измерили общий звездный свет в разные периоды времени. Мы измерили общее количество звездного света каждой эпохи - 1 миллиард лет назад, 2 миллиарда лет назад, 6 миллиардов лет назад и т. д. - вплоть до того момента, когда звезды впервые образовались».
Представление о том, что Вселенная «умирает», связано с тем фактом, что производство звезд, которое уменьшается, является великим переработчиком энергии, материи и элементов, которые «питают» Вселенную. Наше выживание в буквальном смысле зависит от звездного света и его генерации. Как говорит другой автор исследования Дитер Хартманн: «Без эволюции звезд у нас не было бы фундаментальных элементов, необходимых для существования жизни».