天文學家計算了可觀測宇宙中產生的星光總量
原標題:天文學家計算了可觀測宇宙中產生的星光總量
自 130 億年前,宇宙就一直在催生恆星。但如果你問「存在過多少恆星?」,科學家們就要被難住了。不過現在,天文學家更進一步地問到 ——「它們到底發出了多少的星光?」通過一種新穎的測量方法,研究團隊已經設法量化了可觀測宇宙中的星光總量 —— 結果是一個讓你的眼睛看得停不下來的數字。
NGC 362,一個 100~110 億年歷史的星群,來自宇宙恆星形成的高峰期。
根據團隊的測量結果,過去 130 億年中,恆星發出的星光總量為 4×10^84,也就是 4 後面跟 84 個零(septenvigintillion)。
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
既然宇宙令人難以置信的大,天文學家又是怎麼計算出來的呢?
研究人員對費米伽馬射線太空望遠鏡的 9 年數據進行了篩選,分析了來自火星的伽馬射線是如何與『宇宙霧』相互作用的,從而計算出所產生的總光亮。
這種「宇宙霧」,更正式的稱呼為河外背景光(EBL),由恆星發出的紫外、可見光、以及紅外等波長的所有光所組成。
當伽馬射線(能量最強的一種光)通過『宇宙霧』時,會與其它波長的光子碰撞產生電子和正電子。
通過分析來自火星的 739 組伽馬射線的這些特徵,天文學家能夠在宇宙歷史的任何給定時間,測量出任何給定位置的『霧密度』。
九年費米數據編製的宇宙地圖,展示了可觀測宇宙的伽馬射線源。
首席研究員 Marco Ajelo 表示:「在星霧中穿行的伽馬射線光子很有可能被吸收,通過測量吸收了多少光子,我們可以測量霧的厚度,並推測整個波長範圍內的光量」。
此前,費米曾被用於研究河外背景光(全稱為 Extragalactic Background Light),但新項目的用量,是此前嘗試次數的五倍。
由於它們位於太空的不同部分、距離也不盡相同,研究團隊才能比以往任何時候都更深入地探索太空、並追溯過往。
此外,這項研究還能夠確定宇宙在 100~110 億年前的恆星形成巔峰期的狀況。團隊表示,新伽馬射線地圖為未來更深入的太空/時間探索任務(比如詹姆斯韋伯太空望遠鏡)奠定了基礎。
宇宙歷史的第 10 億個年頭,是一個相當有趣的時代。目前的衛星還沒有對它展開過探測,但我們的測量,已經能夠窺探一番。
也許有一天,我們會找到一種回溯到大爆炸時期的方法,這也是我們的終極目標。
Tracing the History of Starlight with NASA"s Fermi Mission(via)
有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《科學》(Science)雜誌上。原標題為:
《A gamma-ray determination of the Universe』s star formation history》
《通過伽馬射線的測定,追溯宇宙恆星的形成歷史》
[編譯自:New Atlas]
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