מאז שהכוכבים הראשונים החלו לרצף כמאה מיליון שנה אחרי המפץ הגדול, היקום שלנו ייצר בערך טריליון טריליון כוכבים, כל אחד שואב אור כוכבים אל הקוסמוס. זו כמות אנרגיה מעוררת נפש, אבל עבור מדענים בשיתוף פעולה טלסקופ גדול פרמי זה הציב אתגר. חנה דוולין ב"גרדיאן " מדווחת כי האסטרונומים והאסטרופיזיקאים קיבלו על עצמם את המשימה המונומנטלית לחשב כמה אור כוכבים נפלט מאז החל היקום לפני 13.7 מיליארד שנה.
אז כמה אור כוכבים יש? על פי העיתון בכתב העת Science, 4 × 10 ^ 84 פוטונים בשווי אור כוכבים נוצרו ביקום שלנו, או 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, 000 פוטונים.
כדי להגיע למספר הג'ינימוס ההוא בצורה מדהימה, ניתח הצוות נתונים בשווי עשרות שנים מטלסקופ החלל פרמה גמא-ריי, פרויקט של נאס"א שאוסף נתונים על היווצרות הכוכבים. הצוות בדק באופן ספציפי נתונים מהאור הרקע החיצוני (EBL), ערפל קוסמי המחלחל ליקום בו מסתיימים 90 אחוז מהקרינה האולטרה סגולה, האינפרא-אדום והנראית הנפלטת מכוכבים. הצוות בדק 739 בלייזרים, סוג של גלקסיה שבמרכזה חור שחור-מסיבי, שיורה זרמים של צילומי קרני גאמה היישר לכדור הארץ כמעט במהירות האור. העצמים כה בהירים, ואפילו ניתן לראות בלזארים רחוקים במיוחד מכדור הארץ. הפוטונים הללו מהגלקסיות המבהיקות מתנגשים עם ה- EBL הקולט חלק מהפוטונים, ומותיר חותם שהחוקרים יכולים ללמוד.
התבוננות בבלייזרים שגילם נע בין 2 מיליון ל 11.6 מיליארד שנה אפשרה לחוקרים להשתמש במכשירים הרגישים בטלסקופ פרמי כדי לנתח את אורם, ולמדוד כמה קרינה היא איבדה בעת שעברה דרך ה- EBL. זה מאפשר להם ליצור מדד מדויק של הצפיפות והעובי של ה- EBL לאורך זמן, ובעצם ליצור היסטוריה של אור כוכבים ביקום שכן, במרחב העמוק, המרחק והזמן הם כמעט אותו הדבר.
"על ידי שימוש בבלייזרים במרחקים שונים מאיתנו, מדדנו את אור הכוכבים הכולל בתקופות זמן שונות", אומר ההודעה לעיתונות Vaidehi Paliya מאוניברסיטת קלמסון. "מדדנו את אור הכוכבים הכולל של כל תקופה - לפני מיליארד שנה, לפני שני מיליארד שנה, לפני שישה מיליארד שנה וכו '- כל הדרך חזרה למקום בו נוצרו הכוכבים לראשונה. זה אפשר לנו לשחזר את ה- EBL ולקבוע את ההיסטוריה של היווצרות הכוכבים של היקום בצורה יעילה יותר ממה שהושג לפני כן. "
חוקרים ניסו למדוד את ה- EBL בעבר, אך לא הצליחו לחלוף על פני האבק המקומי ואור הכוכבים הקרוב לכדור הארץ, מה שהפך כמעט בלתי אפשרי לאסוף נתונים טובים על ה- EBL. אולם הטלסקופ של פרמי איפשר לבסוף לצוות למזער את ההפרעה הזו על ידי התבוננות בקרני גמא. הנתונים שאספו תואמים לאומדנים קודמים לצפיפות ה- EBL.
המחקר מראה כי שיא היווצרות הכוכבים ביקום התרחש לפני כ -11 מיליארד שנה. עם הזמן הוא האט בצורה דרסטית, אך כוכבים עדיין נוצרים, כששבעה כוכבים חדשים נדלקים בדרך החלב מדי שנה בלבד.
המחקר לא היה רק תרגיל לרסק את מקש האפס. ריאן פ. מנדלבאום בגיזמודו מדווח כי המדידה מעניקה למדען גבול עליון למספר הגלקסיות שצפו לפני כ 12 מיליארד שנה בתקופת תקופת הריוניזציה, התקופה בה חומר אפל, מימן והליום התחלבו לראשונה לכוכבים וחומר רגיל . יתכן גם שמדידת ה- EBL עשויה לעזור בפיתוח דרכים חדשות לחיפוש סוגי חלקיקים לא ידועים.
האסטרופיזיקאי והסופר הראשי של קלמסון, מרקו עג'לו, אומר בשחרור כי המחקר הוא גם צעד טוב להבנת ימיו הראשונים של היקום.
"המיליארד השנים הראשונות בתולדות היקום שלנו הן תקופה מעניינת מאוד שטרם נבדקה על ידי לוויינים נוכחיים", הוא אומר. "המדידה שלנו מאפשרת לנו להציץ לתוכה. אולי יום אחד נמצא דרך להסתכל כל הדרך חזרה למפץ הגדול. זו המטרה הסופית שלנו. "
