Вселенная, как говорят нам большинство космологов, началась на ура. Сколько света произвела Вселенная с момента ее рождения, 13,8 миллиардов лет назад?
На первый взгляд это кажется трудным ответом. В космосе, однако, мы можем отследить их. Каждая легкая частица, когда-либо излучаемая галактиками и звездами, все еще путешествует, поэтому мы можем смотреть так далеко назад во времени с помощью наших телескопов.
Новая статья в Астрофизический Журнал исследует природу этого внегалактического фонового света, или EBL. Измерение EBL, заявляет команда, «столь же фундаментально для космологии, как и измерение теплового излучения, оставшегося от Большого взрыва (космического микроволнового фона) на радиоволнах».
Оказывается, несколько космических аппаратов НАСА помогли нам понять ответ. Они всматривались во вселенную на всех длинах волн света, от длинных радиоволн до коротких, наполненных энергией гамма-лучей. Хотя их работа не связана с происхождением вселенной, она дает хорошие измерения за последние пять миллиардов лет или около того. (О возрасте Солнечной системы, по совпадению.)
По словам астрономов, сегодня трудно увидеть этот слабый фоновый свет на фоне мощного свечения звезд и галактик, примерно так же трудно, как увидеть Млечный путь из центра Манхэттена.
Решение включает в себя гамма-лучи и блазары, которые представляют собой огромные черные дыры в сердце галактики, которые производят струи материала, которые указывают на Землю. Прямо как фонарик.
Эти блазары испускают гамма-лучи, но не все они достигают Земли. Некоторые, по словам астрономов, «бьют по пути незадачливый фотон ЭБЛ».
Когда это происходит, каждый из гамма-лучей и фотонов излучает отрицательно заряженный электрон и положительно заряженный позитрон.
Что еще более интересно, блазары производят гамма-лучи при немного разных энергиях, которые в свою очередь останавливаются фотонами ЭЛЛ при разных энергиях.
Итак, выяснив, сколько гамма-лучей с различными энергиями остановлено фотонами, мы можем увидеть, сколько фотонов ЭЛВ находится между нами и отдаленными блазарами.
Ученые только что объявили, что они могут видеть, как EBL изменился со временем. Взгляд вглубь Вселенной, как мы говорили ранее, служит своего рода машиной времени. Таким образом, чем дальше мы видим, как испускаются гамма-лучи, тем лучше мы можем отобразить изменения EBL в более ранние эпохи.
Чтобы получить техническую, вот как это сделали астрономы:
- Сравнение результатов гамма-излучения космического телескопа гамма-излучения Ферми с интенсивностью рентгеновских лучей, измеренной несколькими рентгеновскими обсерваториями, в том числе рентгеновской обсерваторией Чандра, Миссией по быстрому взрыву гамма-излучения, рентгеновским снимком Росси Ray Timing Explorer и XMM / Newton. Это позволило астрономам выяснить, какие яркости у блазаров были при разных энергиях.
- Сравнение этих измерений с данными, полученными специальными телескопами на земле, которые могут посмотреть на фактический «поток гамма-лучей», который Земля получает от этих блазаров. (Гамма-лучи уничтожаются в нашей атмосфере и производят поток субатомных частиц, своего рода «звуковой бум», называемый черенковским излучением.)
Астрономы добавили, что измерения, которые мы проводим в этой статье, относятся к тем временам, которые мы можем видеть прямо сейчас.
«Пять миллиардов лет назад - это максимальное расстояние, которое мы можем исследовать с помощью наших современных технологий», - заявил ведущий автор газеты Альберто Домингес.
«Конечно, есть блазары подальше, но мы не можем их обнаружить, потому что испускаемые ими гамма-лучи высокой энергии слишком ослаблены, когда попадают к нам, - настолько ослаблены, что наши инструменты недостаточно чувствительны, чтобы их обнаружить. «.
Источник: Калифорнийский университет, Центр высокопроизводительных вычислений
