Επιστήμονες μέτρησαν το φως όλων των άστρων!

Το νούμερο, για το μυαλό των περισσότερων ανθρώπων, είναι μάλλον δυσνόητο. Η μέτρηση της επιστημονικής ομάδας, που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Science την Πέμπτη, γίνεται σε φωτόνια -δηλαδή σωματίδια ορατού φωτός.

Και ποιος είναι ο αριθμός; 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 φωτόνια. Ή 4x10^84.

Όπως αναφέρουν οι ερευνητές, αυτός είναι ο αριθμός των σωματιδίων φωτός που εκπέμφθηκαν από τα αστέρια και «διέφυγαν» προς το Διάστημα.

«Από τα στοιχεία που συγκεντρώσαμε από το τηλεσκόπιο Fermi, καταφέραμε να υπολογίσουμε το σύνολο του αστρικού φωτός που έχει εκπεμφθεί. Αυτό δεν έχει ξαναγίνει» λέει ο επικεφαλής της μελέτης Marco Αjello, αστροφυσικός του πανεπιστημίου Κλέμσον.

«Το μεγαλύτερο μέρος του φωτός αυτού προέρχεται από άστρα που “ζουν” σε γαλαξίες. Κάθε αστέρι που έχει υπάρξει συνέβαλε σε αυτό και έτσι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τον υπολογισμό αυτό για να μάθουμε όλες τις λεπτομέρειες για την δημιουργία των άστρων και την εξέλιξη των γαλαξιών» είπε ο ίδιος.

Τα δεδομένα συγκεντρώθηκαν κατά τη διάρκεια εννέα ετών από το διαστημικό τηλεσκόπιο Fermi Gamma-ray της ΝASA, αποκαλύπτοντας την ιστορία της δημιουργίας των άστρων.

Το σύμπαν είναι περίπου 13,7 δισ. ετών. Μερικά εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang ένας σχηματισμός άστρων… ανέβασε ταχύτητα, κάτι που οδήγησε στη δημιουργία τρισεκατομμυρίων τρισεκατομμυρίων άστρων και δύο τρισεκατομμυρίων γαλαξιών.

Το σύνολο του αστρικού φωτός είναι πολύ δύσκολο να υπολογιστεί μακριά από τον ήλιο μας γιατί έξω από το γαλαξία μας, το φως των άστρων φαίνεται εξαιρετικά αχνά στη Γη. Παρότι παλαιότερες έρευνες επιχείρησαν να καταλήξουν σε έναν αριθμό, κάτι τέτοιο δεν κατέστη δυνατό.

Έτσι, οι ερευνητές αναγκάστηκαν να χρησιμοποιήσουν μια πιο έμμεση μέθοδο.

Τα περασμένα 10 χρόνια, το τηλεσκόπιο Fermi βοηθά τους επιστήμονες να συγκεντρώσουν πληροφορίες για της ακτίνες γ -δηλαδή τις ακτίνες με τη μεγαλύτερη συχνότητα άρα και κατά φωτόνιο ενέργεια του φάσματος.

Η ταχύτητα των ακτίνων γ στο κενό ισούται με την ταχύτητα των ηλεκτρομαγνητικών ακτινών στο κενό και είναι c=299.792.458 m/s.

Το διαστημικό τηλεσκόπιο επιτρέπει τη συλλογή δεδομένων για το πώς οι ακτίνες γ αλληλοεπιδρούν με το εξωγαλακτικό φως -ένα είδος κοσμικής ομίχλης.

«Είναι σαν να ακολουθεί κάποιος το ουράνιο τόξο και στο τέλος του να βρίσκει έναν θησαυρό. Αυτό βρήκαμε» λέει ο Ajello.

Tα εννέα χρόνια δεδομένων για τις ακτίνες γ προέρχονται από 739 μπλέιζαρ -ένα πολύ συμπιεσμένο κβάζαρ που συνδέεται με μία πιθανή τεράστια μαύρη τρύπα στο κέντρο ενός ενεργού γιγάντιου ελλειπτικού γαλαξία- που εκτοξεύουν στο διάστημα «πίδακες» σωματιδίων που μπορούν να φτάσουν ακόμη και την ταχύτητα του φωτός.

Ο χάρτης του ουρανού δείχνει την τοποθεσία των 739 μπλέιζερ- Credit: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration

Τα φωτόνια μέσα σε αυτούς τους «πίδακες» συγκρούονται με την κοσμική ομίχλη, κάτι που αφήνει ένα εμφανές σημάδι -ένα αποτύπωμα με συγκεκριμένο τόπο και χρόνο στην ιστορία.

«Τα φωτόνια των ακτινών γ που ταξιδεύουν μέσα σε μια ομίχλη αστρικού φωτός εμφανίζουν μεγάλες πιθανότητες να απορροφηθούν» εξηγεί ο Ajello, και συμπληρώνει: «Υπολογίζοντας, λοιπόν, τον αριθμό των φωτονίων που έχουν απορροφηθεί καταφέραμε να υπολογίζουμε πόσο “παχύ” ήταν το νέφος και επίσης να υπολογίζουμε πόσο φως υπήρχε σε όλο το φάσμα των μηκών κύματος».

Αυτό, όπως εξηγεί ο ίδιος, μπορεί να λειτουργήσει και ως ένα χρονοδιάγραμμα του σύμπαντος.

Πηγή: NASA

«Χρησιμοποιώντας μπλέιζαρ σε διαφορετικές αποστάσεις από εμάς, υπολογίσαμε το συνολικό αστρικό φως σε διαφορετικές χρονικές περιόδους» λέει ο Vaidehi Paliya, μέλος της επιστημονικής ομάδας.

«Υπολογίσαμε λοιπόν το συνολικό αστρικό φως κάθε εποχής -πριν από 1 δισ. χρόνια, πριν από 2 δισ. χρόνια, πριν από 6 δισ. χρόνια κλπ. Και με αυτό τον τρόπο φτάσαμε στην εποχή που πρωτοδημιουργήθηκαν τα άστρα» είπε ο ίδιος.

Ο σχηματισμός άστρων δεν έχει σταματήσει από την κορύφωσή του πριν από 11 δισ. χρόνια και περίπου επτά άστρα γεννιούνται στον γαλαξία κάθε χρόνο.

Επειδή τα άστρα -και ο σχηματισμός τους- ανακυκλώνουν ενέργεια, ύλη και στοιχεία λειτουργούν ως η «μηχανή» του σύμπαντος, όπως εξηγεί ο καθηγητής professor Dieter Hartmann του πανεπιστημίου Κλέμσον και επίσης μέλος της ερευνητικής ομάδας.

«Χωρίς την εξέλιξη των άστρων δεν θα είχαμε τα θεμελιώδη στοιχεία που είναι απαραίτητα για την ύπαρξη ζωής» είπε ο ίδιος.

Scientists measure all of the starlight ever produced in the universe