• Главная
  • Наука
  • Космос
  • Ученые подсчитали количество фотонов, излученных всеми звездами Вселенной с начала времен


Ученые подсчитали количество фотонов, излученных всеми звездами Вселенной с начала времен

Подпишись на нас:

Вы когда-нибудь задумывались над тем, сколько конкретно света производят все звезды во Вселенной за все время ее существования? Международная команда астрономов действительно подсчитала количество звездного света в космосе.

Ученые подсчитали количество фотонов, излученных всеми звездами Вселенной с начала времен
(NASA, ESA, STScI, R. Gendler, and the Subaru Telescope/NAOJ)

За все время с Большого взрыва — примерно 13,7 млрд лет, — Вселенная создала множество галактик и еще больше звезд. Возможно, около двух триллионов галактик, в которых находится триллион триллионов звезд.

На протяжении многих десятилетий, ученые осознавали, что точное количество света, выделенного за все время существования нашей Вселенной, может быть важным инструментом в понимании первых этапов развития нашего мира и формирования звезд.

Но, как вы понимаете, это не так то просто подсчитать. Да, мы знаем, что звезд очень много, но космос невероятно огромен, и звездный свет очень сильно заглушается. К тому же мешает зодиакальный свет и слабое собственное свечение Млечного пути. В общем, звездный свет нашей Вселенной нельзя наблюдать напрямую.

Команде астрофизика Марко Ахелло из Клемсонского университета (США) удалось найти непрямой способ подсчета звездного света. Они использовали гамма-фотоны.

Это фотоны с высокими энергиями, обычно у них в миллиард раз больше энергии, чем у видимого света, — объясняет Ахелло.

Путешествуя сквозь космос, гамма-лучи поглощаются во время взаимодействий с фотонами звездного света. Чем больше звездного света, тем больше поглощений; и мы можем подсчитать количество поглощений и вычислить плотность звездного света на фотонном поле между нами и источником гамма-лучей.

Используя данные, собранные за девять лет космическим гамма-телескопом Fermi, команда проанализировала свет 739 блазаров (сильных источников гамма-лучей). Они вычислили уровень поглощения во внегалактическое фоновое излучение (EBL).

Это позволило им вычислить плотность фотонов звездного света в EBL. А так как блазары находятся на разном расстоянии от нас, они смогли вычислить плотность на разных этапах развития вселенной.

Затем ученые вычислили и вычли из общего количества свет других источников — к примеру, аккреционных дисков сверхмассивных черных дыр. Полученный результат они умножили на объем Вселенной и получили количество фотонов, созданных звездами с начала времени.

По сути у нас есть инструмент, вроде книги, которая может рассказать нам о звездном свете за всю историю Вселенной, и нам наконец-то удалось [эту книгу] отыскать, и мы можем просто ее прочесть.
Это мы и сделали. Мы измерили формирование звезд за все время существования Вселенной.

Это довольно просто объяснить, но чертовски сложно выполнить. Ученые потратили на проект 3 года, и оно того стоило.

Теперь мы знаем, исходя из данных собранных Fermi, что звезды Вселенной излучили 4x10⁸⁴ фотонов.

То есть 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.

Четыре с 84 нулями. Четыре октиллиона октодециллионов.

Этот факт интересен сам по себе, но самое главное, что это число приподнимает завесу над самым таинственным временем эволюции Вселенной — эпохой Реионизации, которая началась примерно 500 миллионов лет спустя после Большого взрыва.

Именно тогда во Вселенной зажегся свет.

До Эпохи Реионизации космос был действительно непроглядным. А затем что-то ионизировал весь нейтральный водород, и это излучение — включая свет — начало свободно перемещаться по Вселенной.

Даже самые сильные телескопы не могут разглядеть настолько далеко в прошлое, слишком большое расстояние, слишком мало света. Но как раз свет то мы и можем поймать.

Команда Ахелло выяснила, что в Эпоху Реионизации было очень большое количество УФ-фотонов, что было ожидаемо, исходя из самого процесса реионизации, и что источниками этих УФ-фотонов были популяции нерегулярных галактик — маленьких бесформенных несимметричных галактик, производящих огромное количество УФ-излучения.

Возможно, именно они и запустили реионизацию.

Ожидается, что космический телескоп James Webb Space Telescope, который должен взлететь в 2021 году, сможет больше нам рассказать об Эпохе Реионизации.

А пока Ахелло и его команда постараются добыть побольше информации из этой “книги звезд”. Например, узнать скорость расширения Вселенной — константу Хаббла, которую все никак не могут вычислить достаточно точно.

~ Астрономы выяснили, что звездный свет выталкивает излишки газа и пыли из звездных яслей, не позволяя звездам столкнуться друг с другом

~ Самая точная на сегодняшний день компьютерная модель черной дыры(видео)

 — 

Исследование было опубликовано в журнале Science.

Вступайте в сообщество “Funscience” в Viber.


Следующее: Новый сигнал из космоса

Предыдущее: НАСА впервые доверит свой аппарат частной компании





Поделиться!