Satelit Fermi razkriva zvezdno svetlobo nastalo skozi zgodovino vesolja
Meritve s satelitom Fermi so pokazale, da je bil vrhunec nastajanja zvezd v našem vesolju pred okrog 10 milijardami let. Nova odkritja o zvezdni svetlobi so objavljena v reviji Science.
Naše razumevanje vesolja v veliki meri temelji na našem razumevanju razvoja zvezd skozi zgodovino vesolja. Zvezde proizvedejo večino svetlobe, ki jo vidimo v vesolju. Poleg tega so pomembne, saj v različnih procesih povezanih z njimi nastajajo kemijski elementi, ki so težji od vodika in helija in jih v prvotnem vesolju, kmalu po njegovem nastanku, še ni bilo. Kot je lepo povedal Carl Sagan: “Naš planet, naša družba in mi sami smo zgrajeni iz zvezdne snovi.”
Eden od načinov, s katerim lahko proučujemo razvoj zvezd, je merjenje celotne količine svetlobe, ki so jo zvezde oddale skozi zgodovino vesolja in ji strokovnjaki pravijo zunajgalaktična svetloba ozadja (angl. extragalactic background light – EBL).
Proučevanje zunajgalaktične svetlobe ozadja je eden od namenov satelita Fermi, ki je letos praznoval svojo 10-letnico delovanja. Satelit Fermi meri visoko-energijsko gama svetlobo, ki prihaja iz visoko-energijskih procesov v vesolju, kakršno je na primer padanje snovi v črno luknjo in jo zaznavajo posebni detektorji. Kako nam torej lahko visoko-energijska gama svetloba pove nekaj o zvezdni svetlobi, ki ima veliko nižje energije in jo lahko zaznajo tudi naše oči?
Ko delec oz. foton visoko-energijske gama svetlobe na poti skozi vesolje trči v foton zvezdne svetlobe, je ob trku na voljo dovolj energije, da lahko po slavni Einsteinovi enačbi E=mc2 nastane par delca (elektrona) in antidelca (pozitrona). Posledica nastanka delcev snovi je, da je sevanje gama, ki prihaja iz oddaljenih teles v vesolju, videti šibkejše, podobno kot megla oslabi soj avtomobilskih žarometov.
Znanstveniki v kolaboraciji Fermi LAT so proučili gama svetlobo, ki prihaja iz 739 blazarjev — galaksij, ki imajo v središču orjaško črno luknjo (na sliki 1 so blazarji prikazani z zelenimi križci) in jih je instrument LAT satelita Fermi zbral v obdobju devetih let. Iz tega, kako močno je bila gama svetloba iz teh blazarjev oslabljena zaradi trkov z zvezdno svetlobo, so lahko izmerili, kako se je zunajgalaktična svetloba ozadja spreminjala s časom skozi zgodovino vesolja. Razkrili so, da je bilo nastajanje zvezd v vesolju najbolj intenzivno pred okoli 10 milijardami let. To je pomembna potrditev prejšnjih ocen, ki so temeljile na opazovanju velikega števila posameznih oddaljenih galaksij z Vesoljskim teleskopom Hubble.
Nove meritve so pomembne tudi za usmerjenje prihodnjih raziskav z Vesoljskim teleskopom James Webb. Med Webbovimi glavnimi cilji je razkriti, kaj se je dogajalo v prvi milijardi let po Velikem poku, ko so se rojevale prve zvezde. Meritve z instrumentom Fermi LAT nam namreč povedo koliko zvezdne svetlobe lahko pričakujemo v tej prvi milijardi let obstoja vesolja.
Vir: NASA press release (Jeanette Kazmierczak, NASA’s Goddard Space Flight Center)
Priredili A. Gomboc in G. Zaharijas
