Vlad Krasen
0 
4380
1002
Nascosta nell'oscurità tra le stelle c'è tutta la luce che l'universo ha creato dal Big Bang.
Ora, gli scienziati pensano di sapere approssimativamente quanta luce sia. Dalla loro nascita, un paio di milioni di anni dopo il Big Bang, le stelle hanno prodotto circa 4 x 10 ^ 84 fotoni, o particelle di luce, secondo le nuove misurazioni riportate oggi (29 novembre) sulla rivista Science.
La maggior parte della luce nell'universo proviene dalle stelle, ha affermato Marco Ajello, coautore dello studio e astrofisico alla Clemson University.
Ecco cosa succede: le stelle come il nostro Sole sono alimentate da reazioni nucleari nel nucleo, dove i protoni di idrogeno vengono fusi insieme per creare l'elio. Questo processo rilascia anche energia sotto forma di fotoni di raggi gamma. Questi fotoni hanno cento milioni di volte più energia dei normali fotoni che vediamo come luce visibile. [Big Bang to Civilization: 10 Amazing Origin Events]
Poiché il nucleo del sole è molto denso, quei fotoni non possono sfuggire e invece continuano a urtare atomi ed elettroni, perdendo infine energia. Centinaia di migliaia di anni dopo, lasciano il sole, con circa un milione di volte meno energia della luce visibile, ha detto Ajello.
La luce che possiamo vedere proviene dai fotoni creati dalle stelle nella nostra galassia, compreso il sole. Misurare tutta quell'altra luce in altre parti dell'universo - nascosta nel cielo scuro tra le stelle che possiamo vedere - è "difficile, perché è molto, molto debole", ha detto Ajello. In effetti, cercare di vedere tutta la luce nell'universo sarebbe come guardare una lampadina da 60 watt da 2,5 miglia (4 chilometri) di distanza, ha aggiunto.
Quindi, Ajello e il suo team hanno utilizzato un metodo indiretto per misurare questa luce, basandosi sui dati del telescopio spaziale a raggi gamma Fermi della NASA, che orbita attorno alla Terra dal 2008. I ricercatori hanno esaminato i raggi gamma emessi da 739 blazar (incredibilmente luminosi galassie con buchi neri che sparano raggi gamma nella nostra direzione) e un lampo di raggi gamma (un'esplosione ad altissima energia) per stimare quanta luce stellare esisteva durante varie epoche dell'universo - più lontana è la sorgente dei raggi gamma , più tempo fa.
Mentre attraversano l'universo, i fotoni di questi raggi gamma interagiscono con la "luce di fondo extragalattica", una nebbia di fotoni ultravioletti, ottici e infrarossi prodotti dalle stelle. Questo processo trasforma i fotoni in elettroni e i loro partner di antimateria, i positroni. Rilevando questi piccoli cambiamenti, Ajello e il suo team sono stati in grado di stimare quanta luce stellare o "nebbia" c'era in vari momenti.
Gli scienziati hanno scoperto che le stelle si sono formate al ritmo più alto circa 10 miliardi di anni fa e che in seguito la formazione stellare è diminuita immensamente. La quantità totale di luce stellare mai prodotta, "non è molto importante", ha detto Ajello.
In effetti, il numero 4 x 10 ^ 84 calcolato dai ricercatori per il numero totale di fotoni prodotti potrebbe essere circa 10 volte troppo basso. Questo perché non include i fotoni nello spettro infrarosso, che hanno un'energia inferiore alla luce visibile, ha detto Ajello.
Il risultato più entusiasmante è che i ricercatori hanno potuto calcolare quanti e quali tipi di fotoni esistevano durante le varie epoche dell'universo, a partire dal (quasi) inizio. Ajello e il suo team hanno costruito una storia della luce stellare che copre oltre il 90 percento del tempo cosmico. Per costruire il restante 10 percento, l'inizio della luce delle stelle, "avremmo bisogno di aspettare [per] forse altri 10 anni di osservazione", ha detto Ajello.
Un'istantanea della luce stellare creata durante l'infanzia dell'universo potrebbe provenire dall'enorme James Webb Space Telescope, che si stima avrà un lancio nel 2021, ha detto Ajello.
Questa è "un'altra pietra miliare del team Fermi", Elisa Prandini, borsista post-dottorato presso il dipartimento di fisica e astronomia dell'Università di Padova, in Italia, ha scritto in un pezzo prospettico nello stesso numero di Science. Anche Prandini, che non era coinvolta nell'attuale ricerca, ha concluso la sua prospettiva con una menzione del telescopio spaziale James Webb e delle misurazioni più "dirette" che poteva fornire..
- Fallen Stars: una galleria di famose meteoriti
- Grandi numeri che definiscono il nostro universo
- 11 fatti affascinanti sulla nostra Via Lattea
Pubblicato originariamente su .