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自 130 億年前,宇宙就一直在催生恒星。但如果你問“存在過多少恒星?”,科學家們就要被難住了。不過現(xiàn)在,天文學家更進一步地問到 ——“它們到底發(fā)出了多少的星光?”通過一種新穎的測量方法,研究團隊已經(jīng)設(shè)法量化了可觀測宇宙中的星光總量 —— 結(jié)果是一個讓你的眼睛看得停不下來的數(shù)字。
NGC 362,一個 100~110 億年歷史的星群,來自宇宙恒星形成的高峰期。
根據(jù)團隊的測量結(jié)果,過去 130 億年中,恒星發(fā)出的星光總量為 4×10^84,也就是 4 后面跟 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,天文學家又是怎么計算出來的呢?
研究人員對費米伽馬射線太空望遠鏡的 9 年數(shù)據(jù)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(chǎn)生的總光亮。
這種“宇宙霧”,更正式的稱呼為河外背景光(EBL),由恒星發(fā)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(chǎn)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征,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(shù)據(jù)編制的宇宙地圖,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,并推測整個波長范圍內(nèi)的光量”。
此前,費米曾被用于研究河外背景光(全稱為 Extragalactic Background Light),但新項目的用量,是此前嘗試次數(shù)的五倍。
由于它們位于太空的不同部分、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、并追溯過往。
此外,這項研究還能夠確定宇宙在 100~110 億年前的恒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(wù)(比如詹姆斯韋伯太空望遠鏡)奠定了基礎(chǔ)。
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(wèi)星還沒有對它展開過探測,但我們的測量,已經(jīng)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(guān)這項研究的詳情,已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《科學》(Science)雜志上。原標題為:
《A gamma-ray determination of the Universe’s star formation history》
《通過伽馬射線的測定,追溯宇宙恒星的形成歷史》
[編譯自:New Atlas]
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