科學家利用美國宇航局的費米伽瑪射線太空望遠鏡的數據測量了宇宙歷史上90％以上產生的所有星光。該分析研究了遙遠星系的伽馬射線輸出，估計了恆星的形成速率，併為未來的任務提供了參考，這些任務將探索恆星演化的寂靜時期。
“恆星創造了我們所看到的大部分光，併合成了大部分宇宙的重元素，如硅和鐵，” 南卡羅來納州克萊姆森大學的天體物理學家，首席科學家Marco Ajello說。“瞭解我們生活的宇宙是如何形成的，在很大程度上取決於對恆星如何進化的理解。”
一篇描述新星光測量的論文發表在11月30日的“科學”雜誌上，現在可在線獲取。
今年在軌道上慶祝其成立10週年的費米任務的主要目標之一是評估河外背景光（EBL），這是一種宇宙霧，由宇宙中產生的所有紫外，可見和紅外光星組成。歷史。因為星光在光源消失後很長時間內繼續穿過宇宙，所以測量EBL可以讓天文學家分別研究恆星的形成和演化。
美國宇航局位於馬里蘭州格林貝爾特的戈達德太空飛行中心的費米副項目科學家大衛湯普森說：“這是以前對恆星形成率測量的獨立證實。” “在天文學中，當兩個完全獨立的方法給出相同的答案時，這通常意味著我們正在做正確的事情。在這種情況下，我們測量恆星的形成，而不是觀察恆星，而是觀察穿過宇宙的伽馬射線。
伽瑪射線是最高能量的光。事實上，他們是如此精力充沛，他們與星光的互動會產生不同尋常的後果。“當正確的光頻率碰撞時，它們可以通過愛因斯坦的著名方程E = mc 2轉化為物質，”共同作者，馬德里康普頓斯大學的天體物理學家Alberto Dominguez說。
例如，高能伽馬射線和紅外光之間的碰撞將能量轉換成一對粒子，電子和它的反物質對應物，即正電子。當中能伽馬射線與可見光相互作用時，同樣的過程發生，而低能伽馬射線與紫外光相互作用。Fermi能夠在各種能量範圍內探測伽馬射線，因此非常適合繪製EBL光譜圖。足夠的這些相互作用發生在宇宙距離上，科學家看起來越遠，它們對伽馬射線源的影響就越明顯，能夠深入探測宇宙的恆星含量。
這張整個天空的地圖顯示了費米伽瑪射線太空望遠鏡測量河外背景光（EBL）時使用的739個火星的位置。背景顯示了天空，因為它出現在能量超過100億電子伏特的伽馬射線中，由費米大面積望遠鏡觀察了九年。我們的銀河系的平面沿著地塊的中部延伸。
致謝：NASA / DOE / Fermi LAT合作
由克萊姆森的Ajello小組的博士後研究員Vaidehi Paliya領導的科學家研究了739個blazars的伽瑪射線信號 - 他們中心有怪物黑洞的星系 - 由費米的大面積望遠鏡（LAT）收集了9年。測量結果顯示2012年發佈的早期Fermi EBL分析中使用的火箭數量，包括EBL如何隨時間推移建立的新計算，揭示了大約100億年前恆星形成的峰值。
新的EBL測量還提供了對以前估算恆星形成的重要證據，這些任務分析了深海星系測量中的許多個體源，如哈勃太空望遠鏡。然而，這些類型的調查經常會錯過較暗的恆星和星系，並且無法解釋在星系際空間發生的恆星形成。必須在每次調查分析期間估算這些遺漏的貢獻。
然而，EBL包括來自所有來源的星光並避免這些問題。因此，費米結果提供了獨立的確認，即使用深度星系測量的測量正確地解釋了它們的偏差。它還可以幫助指導詹姆斯韋伯太空望遠鏡（JWST）等任務的未來調查。
冰島大學的天體物理學家，共同作者KáriHelgason說：“韋伯的主要目標之一就是解開大爆炸後的第一個十億年。” “我們的工作對我們在第一個十億年中可以期待看到的星光量有了重要的新限制 - 這是宇宙中一個尚未開發的時代 - 併為未來的研究提供了基準。”
費米伽馬射線太空望遠鏡是由美國宇航局位於馬里蘭州格林貝爾特的戈達德太空飛行中心管理的天體物理學和粒子物理學合作伙伴。Fermi是與美國能源部合作開發的，得到了法國，德國，意大利，日本，瑞典和美國的學術機構和合作夥伴的重要貢獻。
閱讀更多 科學書屋 的文章
