Cameron Merritt
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Escondida en la oscuridad entre las estrellas está toda la luz que el universo ha creado desde el Big Bang..
Ahora, los científicos creen que saben aproximadamente cuánta luz es. Desde su nacimiento un par de millones de años después del Big Bang, las estrellas han producido alrededor de 4 x 10 ^ 84 fotones, o partículas de luz, según las nuevas mediciones publicadas hoy (29 de noviembre) en la revista Science..
La mayor parte de la luz del universo proviene de las estrellas, dijo Marco Ajello, coautor del estudio y astrofísico de la Universidad de Clemson..
Esto es lo que sucede: estrellas como nuestro sol son impulsadas por reacciones nucleares en el núcleo, donde los protones de hidrógeno se fusionan para crear helio. Este proceso también libera energía en forma de fotones de rayos gamma. Estos fotones tienen cien millones de veces más energía que los fotones ordinarios que vemos como luz visible. [Big Bang to Civilization: 10 eventos de origen asombrosos]
Debido a que el núcleo del sol es muy denso, esos fotones no pueden escapar y, en cambio, continúan chocando con átomos y electrones, eventualmente perdiendo energía. Cientos de miles de años después, abandonan el sol, con aproximadamente un millón de veces menos energía que la luz visible, dijo Ajello..
La luz que podemos ver proviene de fotones creados por estrellas en nuestra propia galaxia, incluido el sol. Medir toda esa otra luz en otras partes del universo, escondida en el cielo oscuro entre las estrellas que podemos ver, es "difícil, porque es muy, muy tenue", dijo Ajello. De hecho, tratar de ver toda la luz del universo sería como mirar una bombilla de 60 vatios a 4 kilómetros de distancia, agregó..
Entonces, Ajello y su equipo utilizaron un método indirecto para medir esta luz, basándose en datos del Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA, que ha estado orbitando la Tierra desde 2008. Los investigadores observaron los rayos gamma emitidos por 739 blazares (increíblemente brillantes galaxias con agujeros negros que disparan rayos gamma en nuestra dirección) y un estallido de rayos gamma (una explosión de energía extremadamente alta) para estimar cuánta luz estelar existió durante varias épocas del universo: cuanto más lejos esté la fuente de los rayos gamma , cuanto más tiempo hace.
A medida que atraviesan el universo, los fotones de estos rayos gamma interactúan con la "luz de fondo extragaláctica", una niebla de fotones ultravioleta, ópticos e infrarrojos producidos por las estrellas. Este proceso transforma los fotones en electrones y sus socios de antimateria, positrones. Al detectar estos pequeños cambios, Ajello y su equipo pudieron estimar cuánta luz estelar o "niebla" había en varios momentos..
Los científicos descubrieron que las estrellas se formaron a la velocidad más alta hace unos 10 mil millones de años y que después de eso, la formación de estrellas disminuyó enormemente. La cantidad total de luz estelar jamás producida "no es muy importante", dijo Ajello..
De hecho, el número 4 x 10 ^ 84 que calcularon los investigadores para el número total de fotones producidos podría ser 10 veces más bajo. Eso es porque no incluye fotones en el espectro infrarrojo, que tienen una energía más baja que la luz visible, dijo Ajello..
El resultado más emocionante es que los investigadores pudieron calcular cuántos y qué tipos de fotones existieron durante varias épocas del universo, comenzando desde el (casi) comienzo. Ajello y su equipo construyeron una historia de luz estelar que abarca más del 90 por ciento del tiempo cósmico. Para construir el otro 10 por ciento, el mismo comienzo de la luz de las estrellas, "tendríamos que esperar [por] quizás 10 años más de observación", dijo Ajello..
Una instantánea de la luz estelar creada durante la infancia del universo podría provenir del enorme Telescopio Espacial James Webb, que se estima que tendrá un lanzamiento en 2021, dijo Ajello..
Este es "otro hito del equipo de Fermi", escribió Elisa Prandini, becaria postdoctoral en el departamento de física y astronomía de la Universidad de Padova en Italia, en un artículo en perspectiva en el mismo número de Science. Prandini, que no participó en la investigación actual, también terminó su perspectiva con una mención del telescopio espacial James Webb y las mediciones más "directas" que podría producir.
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Publicado originalmente el .