Universet, forteller de fleste kosmologer, begynte med et smell. Hvor mye lys har universet produsert siden det ble født, for 13,8 milliarder år siden?
Det virker som et vanskelig svar ved første øyekast. I verdensrommet kan vi imidlertid spore dem opp. Hver lyspartikkel som noen gang er utstrålt av galakser og stjerner, er fremdeles på reise, og det er grunnen til at vi kan kikke så langt tilbake i tid med teleskopene våre.
Et nytt papir i Astrophysical Journal utforsker arten av dette ekstragalaktiske bakgrunnslyset, eller EBL. Måling av EBL, uttaler teamet, “er like grunnleggende for kosmologien som å måle varmestrålingen som er igjen fra Big Bang (den kosmiske mikrobølgebakgrunnen) ved radiobølgelengder.”
Viser seg at flere romfartøy fra NASA har hjulpet oss med å forstå svaret. De kikket på universet i hver bølgelengde av lys, alt fra lange radiobølger til korte, energifylte gammastråler. Selv om arbeidet deres ikke går tilbake til universets opprinnelse, gir det gode målinger de siste fem milliarder årene. (Om solsystemets alder, tilfeldigvis.)
Det er vanskelig å se dette svake bakgrunnslyset mot den kraftige gloden av stjerner og galakser i dag, omtrent like vanskelig som det er å se Melkeveien fra sentrum av Manhattan, sa astronomene.
Løsningen involverer gammastråler og blazars, som er enorme sorte hull i hjertet av en galakse som produserer stråler av materiale som peker mot Jorden. Akkurat som en lommelykt.
Disse blazarene avgir gammastråler, men ikke alle når jorden. Noen, astronomer sa, "slå et ulykkelig EBL-foton underveis."
Når dette skjer, zapter gammastrålen og fotonet ut og produserer et negativt ladet elektron og et positivt ladet positron.
Mer interessant er det at blazars produserer gammastråler ved litt forskjellige energier, som igjen blir stoppet av EBL-fotoner ved forskjellige energier selv.
Så ved å finne ut hvor mange gammastråler med forskjellige energier som blir stoppet av fotonene, kan vi se hvor mange EBL-fotoner som er mellom oss og de fjerne blazarene.
Forskere har nå akkurat kunngjort at de kunne se hvordan EBL endret seg over tid. Å kikke lenger bak i universet fungerer som vi sa tidligere, som en slags tidsmaskin. Så jo lenger tilbake vi ser gammastrålene, så bedre kan vi kartlegge EBL-endringene i tidligere tidsepoker.
For å bli teknisk, er det slik astronomene gjorde det:
- Sammenlignet gamma-ray funnene fra Fermi Gamma-ray Space Telescope med intensiteten av røntgenstråler målt av flere røntgenobservatorier, inkludert Chandra X-Ray Observatory, Swift Gamma-Ray Burst Mission, Rossi X- ray Timing Explorer og XMM / Newton. Dette lot astronomer finne ut hva blazarenes lysstyrke hadde ved forskjellige energier.
- Sammenligning av målingene med de som er tatt av spesielle telscope på bakken som kan se på den faktiske "gammastråle-fluksen" Jorden mottar fra disse blazars. (Gamma-stråler blir tilintetgjort i atmosfæren vår og produserer en dusj av subatomære partikler, liksom en "sonisk bom", kalt Cherenkov-stråling.)
Målingene vi har i dette papiret er omtrent så langt tilbake som vi kan se akkurat nå, la astronomene til.
"For fem milliarder år siden er den maksimale avstanden vi kan undersøke med vår nåværende teknologi," uttalte avisens hovedforfatter, Alberto Dominguez.
“Jada, det er blazars lenger borte, men vi klarer ikke å oppdage dem fordi de høye energi gamma-strålene de sender ut er for dempet av EBL når de kommer til oss - så svekket at instrumentene våre ikke er følsomme nok til å oppdage dem .”
Kilde: University of California High-Performance AstroComputing Center
