企業概況

您所在位置:首頁 > 企業概況 > 正文

所有可觀測宇宙產生的星光都被測量出來了

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2019-12-18瀏覽次數:1781

克萊姆森大學的科學家們在巖石行星上的實驗室獲得了巨大的空間,他們設法測量了整個可觀測宇宙歷史中產生的所有星光。

天體物理學家認為,我們的宇宙大約有137億年的歷史,它開始形成數億年前的第一顆恒星。從那時起,宇宙已成為一個明星制造之旅。現在有大約兩萬億個星系和一萬億個星系。利用新的星光測量,克萊姆森科技大學的天體物理學家Marco Ajello和他的團隊分析了美國宇航局費米伽馬射線太空望遠鏡的數據,以確定大部分宇宙中恒星形成的歷史。

題為“宇宙星形成歷史的伽瑪射線測量”的合作論文于11月30日發表在“科學”雜志上,描述了該團隊新測量過程的結果和后果。

“基于費米望遠鏡收集的數據,我們可以測量所有發出的星光。這是以前從未做過的,”該論文的第一作者Angelo說。 “大多數這些光都是由生活在星系中的恒星發出的。因此,這使我們能夠更好地了解恒星的演化,并獲得有關宇宙如何產生其發光含量的迷人見解。

在生成的星光的數字處理中存在若干變量,這些變量難以用簡單的術語量化。但根據新測量結果,由恒星發射后逃逸到太空的光子(可見粒子)數量將轉換為4 x 10 ^ 84.

或者:4,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000光子。

盡管如此之多,但值得注意的是,除了來自我們自己的太陽和星系的光線外,到達地球的其他恒星都非常昏暗 - 相當于一個60瓦的燈泡。距離大約2.5英里遠的地方是完全黑暗的。這是因為宇宙幾乎是不可理解的。這也是夜空黑暗的原因,除了月亮的光線,可見的恒星和銀河系的微弱光線。

費米伽馬射線太空望遠鏡于2008年6月11日發射到低軌道,最近慶祝成立10周年。它是一個強大的天文臺,提供大量關于伽馬射線(最具活力的光線形式)的數據以及它們與河外的背景光(EBL)的相互作用,它由所有紫外線,可見光和紅外線組成。宇宙的霧。由恒星或附近的塵埃散發。 Ajello和博士后研究員Vaidehi Paliya在過去七年中分析了739個blazars伽馬射線信號的數據。

Blazars是包含超大質量黑洞的星系,它們釋放出狹窄,準直的高能粒子射流,這些粒子從它們的星系中跳躍并以近乎光速的速度穿越宇宙。當這些噴射器中的一個碰巧直接指向地球時,即使它是從非常遠的地方發出的,也可以檢測到它。射流內產生的伽馬射線光子最終與宇宙霧相撞,留下可觀察到的標記。這使得Ajello的團隊不僅可以測量給定位置的霧密度,還可以測量宇宙歷史中給定時間的霧密度。

“穿過恒星和霧的伽馬射線光子很可能被吸收,”物理和天文學系助理教授艾略洛說。 “通過測量吸收的光子數量,我們可以測量霧的厚度,并根據時間測量整個波長范圍內可用的光量。”

利用星系調查,數十年來研究了宇宙中恒星形成的歷史。然而,之前研究的障礙之一是,今天任何望遠鏡都有一些星系太遠或太弱。這迫使科學家們估計這些遙遠星系產生的星光,而不是直接記錄它們。

通過使用費米的大面積望遠鏡數據來分析河流外的背景光,Ajello的團隊能夠解決這個問題。逃離銀河系的星光,包括最遙遠的星系,最終成為EBL的一部分。因此,這種宇宙霧的精確測量最近才成為可能,消除了估計超遠距離星系的光發射的需要。

Paliya對所有739個blazars進行了伽馬射線分析,黑洞比太陽大數百萬到數十億倍。

“通過在距離我們不同的距離使用火星,我們測量了不同時期的總星光,”物理和天文系的Paria說。 “我們測量了每個時代的總星光 - 數十億年前,20億年前,60億年前等等 - 一直回到恒星的第一個陣型。這使我們能夠重建EBL并確定星星宇宙。形成歷史比以前更有效。“

當高能伽馬射線與低能量可見光碰撞時,它們被轉換成電子對和正電子對。根據NASA的說法,Fermi能夠探測各種能量范圍內的伽馬射線,使其成為繪制宇宙霧的理想選擇。這些粒子相互作用發生在巨大的宇宙距離上,這使得Ajello團隊能夠比以往更深入地探測宇宙的恒星形成生產力。

“科學家們試圖長期測量EBL。然而,非常光明的前景,如黃道光(太陽系中的塵埃散射的光)使得這種測量非常具有挑戰性,“共同作者,研究生Abhishek Desai說。物理與天文系研究助理。 “我們的技術對任何前景都不敏感,所以我們可以同時克服這些困難。”

當分子云的致密區域坍縮并形成恒星時,恒星形成發生,大約110億年前達到峰值。然而,雖然新星的誕生已經放緩,但它從未停止過。例如,我們銀河系每年創造約七顆新星。

根據物理學和天文學教授Dieter Hartmann的說法,不僅當前的EBL,而且它在宇宙史上的演變也是這一領域的重大突破。

“恒星形成是一個偉大的宇宙循環和能量,物質和金屬的循環利用。它是宇宙的力量,”哈特曼說。 “如果沒有恒星的演化,我們就沒有必要的生命必需元素。”

了解恒星形成也會對天文研究的其他領域產生影響,包括對宇宙塵埃,星系和暗物質的研究。該團隊的分析將為未來探索恒星演化的早期任務提供指導 - 例如將于2021年發射的詹姆斯韋伯太空望遠鏡,這將使科學家能夠找到原始星系的形成。

“我們宇宙歷史的第一個十億年是一個非常有趣的時代,目前的衛星尚未被發現,”Ajello總結道。 “我們的測量結果讓我們可以窺探它。也許有一天我們會找到回歸大爆炸的方法。這是我們的最終目標。”

蓝海赚钱