Universet, fortæller de fleste kosmologer, begyndte med et smell. Hvor meget lys har universet produceret siden det blev født for 13,8 milliarder år siden?
Det ser ud til at være et vanskeligt svar ved første øjekast. I rummet kan vi imidlertid spore dem op. Hver lyspartikel, der nogensinde er udstrålet af galakser og stjerner, rejser stadig, hvorfor vi kan kigge så langt tilbage i tiden med vores teleskoper.
Et nyt papir i Astrofysisk tidsskrift udforsker arten af dette ekstragalaktiske baggrundslys eller EBL. Måling af EBL, siger teamet, "er lige så grundlæggende for kosmologien som at måle den varmestråling, der er tilbage fra Big Bang (den kosmiske mikrobølgebakgrund) ved radiobølgelængder."
Det viser sig, at flere NASA-rumfartøjer har hjulpet os med at forstå svaret. De kiggede på universet i hver bølgelængde af lys, lige fra lange radiobølger til korte, energifyldte gammastråler. Mens deres arbejde ikke vender tilbage til universets oprindelse, giver det gode målinger i de sidste fem milliarder år eller deromkring. (Om solsystemets alder tilfældigtvis.)
Det er svært at se dette svage baggrundslys mod den kraftige glød af stjerner og galakser i dag, omtrent lige så hårdt som det er at se Mælkevejen fra downtown Manhattan, sagde astronomerne.
Løsningen involverer gammastråler og blazars, som er enorme sorte huller i hjertet af en galakse, der producerer stråler af materiale, der peger mod Jorden. Ligesom en lommelygte.
Disse blazars udsender gammastråler, men ikke alle når jorden. Nogle, astronomer sagde, "slå en ulykkelig EBL-foton undervejs."
Når dette sker, zap gamma-strålen og fotonen hver ud og producerer et negativt ladet elektron og en positivt ladet positron.
Mere interessant er det, at blazarer producerer gammastråler ved lidt forskellige energier, som igen stoppes af EBL-fotoner ved forskellige energier selv.
Så ved at finde ud af hvor mange gammastråler med forskellige energier, der stoppes af fotonerne, kan vi se, hvor mange EBL-fotoner der er mellem os og de fjerne blazarer.
Forskere har nu netop bebudet, at de kunne se, hvordan EBL ændrede sig over tid. At kigge længere tilbage i universet fungerer, som vi sagde tidligere, som en slags tidsmaskine. Så jo længere tilbage vi ser gammastrålerne falde ud, jo bedre kan vi kortlægge EBL's ændringer i tidligere epoker.
For at blive teknisk, så gjorde astronomerne det:
- Sammenlignet gamma-ray fund fra Fermi Gamma-ray Space Telescope med intensiteten af røntgenstråler målt af flere røntgenobservatorier, herunder Chandra X-Ray Observatory, Swift Gamma-Ray Burst Mission, Rossi X- ray Timing Explorer og XMM / Newton. Dette lod astronomer finde ud af, hvad blazars 'lysstyrke var ved forskellige energier.
- Sammenligning af disse målinger med dem, der er foretaget af specielle telscope på jorden, der kan se på den faktiske "gammastråleflow", Jorden modtager fra disse blazars. (Gamma-stråler udslettes i vores atmosfære og producerer et brusebad med subatomære partikler, som en ”lydbom”, kaldet Cherenkov-stråling.)
Målingerne, vi har i dette papir, er omtrent så langt tilbage, som vi kan se lige nu, tilføjede astronomerne.
”For fem milliarder år siden er den maksimale afstand, vi er i stand til at undersøge med vores nuværende teknologi,” sagde papirets hovedforfatter, Alberto Dominguez.
”Ja, der er blazars længere væk, men vi er ikke i stand til at registrere dem, fordi de højenergi-gamma-stråler, de udsender, er for svækket af EBL, når de kommer til os - så svækkede, at vores instrumenter ikke er følsomme nok til at opdage dem .”
Kilde: University of California High-Performance AstroComputing Center
