ビッグバンの約1億年後、最初の星が最初にちらつき始めたので、私たちの宇宙はおよそ1兆兆個の星を生み出し、それぞれが宇宙に星の光を送り出しました。 それは途方もない量のエネルギーですが、Fermi Large Area Telescope Collaborationの科学者にとっては難題でした。 The Guardianの Hannah Devlinによると、天文学者と天体物理学者は、137億年前に宇宙が始まってからどれだけの星明かりが放出されたかを計算するという記念碑的な仕事を引き受けました。
それで、どれくらいの星明かりがありますか？ ジャーナルScienceの論文によると、4×10 ^ 84光子の星の光が私たちの宇宙で生成されています。つまり、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光子です。
その途方もなく膨大な数に到達するために、チームは星形成に関するデータを収集するNASAプロジェクトであるフェルミガンマ線宇宙望遠鏡からの数十年分のデータを分析しました。 チームは、星から放出された紫外線、赤外線、可視光線の90％が終わる宇宙に広がる宇宙の霧である、銀河系外背景光（EBL）のデータに特に注目しました。 チームは、中心に超大質量ブラックホールがあり、ガンマ線写真のストリームをほぼ光速で地球に向けて直接放出する銀河の一種である739ブラザーを調べました。 天体は非常に明るく、地球からは非常に遠くにある危険でも見ることができます。 光沢のある銀河からのこれらの光子はEBLと衝突し、EBLは光子の一部を吸収し、研究者が研究できる痕跡を残します。
200万歳から116億歳までの年齢のブラザーを見ると、研究者はフェルミ望遠鏡の敏感な機器を使用して光を分析し、EBLを通過したときに失われた放射線量を測定することができました。 これにより、EBLの密度または厚さの経時的な正確な測定が可能になり、深宇宙では距離と時間はほぼ同じであるため、本質的に宇宙の星明かりの歴史が作成されます。
クレムソン大学の共著者ヴァイデヒパリヤは、プレスリリースで次のように述べています。 「各エポックの合計星明かりを測定しました-10億年前、20億年前、60億年前など-星が最初に形成されたときまでさかのぼります。 これにより、EBLを再構築し、以前に達成されたよりも効果的な方法で宇宙の星形成の歴史を決定することができました。」
研究者は過去にEBLを測定しようとしましたが、地球の近くにある局所的な塵や星明りをすり抜けることができず、EBLで適切なデータを収集することはほとんど不可能になりました。 しかし、フェルミ望遠鏡により、最終的にチームはガンマ線を見ることでその干渉を最小限に抑えることができました。 彼らが収集したデータは、EBLの密度に関する以前の推定値と一致しています。
この研究は、宇宙の星形成のピークが約110億年前に起こったことを示しています。 時間が経つにつれて劇的に遅くなりましたが、星はまだ形成されており、毎年約7つの新しい星が天の川に光を放っています。
この研究は、ゼロキーを破壊するだけの演習でもありませんでした。 ギズモードのライアン・F・マンデルバウムは、この測定により、暗黒物質、水素、ヘリウムが最初に星と普通の物質に合体した時期である再イオン化時代に約120億年前に浮遊していた銀河の数の上限を科学者に与えると報告している。 EBL測定は、未知の粒子タイプを探す新しい方法の開発に役立つ可能性もあります。
クレムソンの天体物理学者であり筆頭著者であるマルコ・アジェロは、このリリースで、この研究は宇宙の最も初期の時代を理解するための良い一歩でもあると述べています。
「私たちの宇宙の歴史の最初の10億年は、現在の衛星でまだ調査されていない非常に興味深い時代です」と彼は言います。 「当社の測定により、その内部を覗くことができます。 おそらく、いつかビッグバンにさかのぼる方法を見つけるでしょう。 これが私たちの究極の目標です。」
