L'universo, ci dicono molti cosmologi, è iniziato con il botto. Quanta luce ha prodotto l'universo da quando è nato, 13,8 miliardi di anni fa?
Sembra una risposta difficile a prima vista. Nello spazio, tuttavia, possiamo rintracciarli. Ogni particella di luce mai irradiata da galassie e stelle sta ancora viaggiando, motivo per cui possiamo scrutare così indietro nel tempo con i nostri telescopi.
Un nuovo documento nel Diario astrofisico esplora la natura di questa luce di sfondo extragalattica, o EBL. Misurare l'EBL, afferma il team, "è fondamentale per la cosmologia come misurare la radiazione di calore rimasta dal Big Bang (lo sfondo cosmico a microonde) alle lunghezze d'onda radio".
Si scopre che diversi veicoli spaziali della NASA ci hanno aiutato a capire la risposta. Esaminarono l'universo in ogni lunghezza d'onda della luce, dalle lunghe onde radio ai raggi gamma corti e pieni di energia. Sebbene il loro lavoro non torni alle origini dell'universo, fornisce buone misurazioni negli ultimi cinque miliardi di anni circa. (Circa l'età del sistema solare, per coincidenza.)
È difficile vedere questa debole luce di sfondo contro il potente bagliore di stelle e galassie oggi, tanto difficile quanto lo è vedere la Via Lattea dal centro di Manhattan, hanno detto gli astronomi.
La soluzione comprende raggi gamma e blasar, che sono enormi buchi neri nel cuore di una galassia che producono getti di materiale che puntano verso la Terra. Proprio come una torcia.
Questi blasoni emettono raggi gamma, ma non tutti raggiungono la Terra. Alcuni, dissero gli astronomi, "colpiscono un sfortunato fotone EBL lungo la strada".
Quando ciò accade, il raggio gamma e il fotone si allontanano e producono un elettrone caricato negativamente e un positrone caricato positivamente.
Ancora più interessante, i blasoni producono raggi gamma a energie leggermente diverse, che a loro volta sono fermati dai fotoni EBL a diverse energie stesse.
Quindi, capendo quanti raggi gamma con energie diverse vengono fermati dai fotoni, possiamo vedere quanti fotoni EBL sono tra noi e i blasoni distanti.
Gli scienziati hanno appena annunciato di poter vedere come l'EBL è cambiato nel tempo. Sbirciando più indietro nell'universo, come abbiamo detto prima, serve come una sorta di macchina del tempo. Quindi, più indietro vediamo i raggi gamma sparire, meglio possiamo mappare i cambiamenti di EBL nelle epoche precedenti.
Per essere tecnico, è così che hanno fatto gli astronomi:
- Confrontato i risultati dei raggi gamma del telescopio spaziale a raggi gamma Fermi con l'intensità dei raggi X misurata da diversi osservatori a raggi X, tra cui l'osservatorio a raggi X Chandra, lo Swift Gamma-Ray Burst Mission, il Rossi X- ray Timing Explorer e XMM / Newton. Questo ha permesso agli astronomi di capire quali fossero i punti di forza dei blasar a diverse energie.
- Confrontando quelle misurazioni con quelle prese da speciali telscopi sul terreno che possono guardare il vero "flusso di raggi gamma" che la Terra riceve da quei blasar. (I raggi gamma vengono annientati nella nostra atmosfera e producono una pioggia di particelle subatomiche, un po 'come un "boom sonico", chiamato radiazione Cherenkov.)
Le misurazioni che abbiamo in questo documento risalgono a quanto possiamo vedere ora, hanno aggiunto gli astronomi.
"Cinque miliardi di anni fa è la distanza massima che siamo in grado di sondare con la nostra attuale tecnologia", ha dichiarato l'autore principale del documento, Alberto Dominguez.
"Certo, ci sono dei blazer più lontani, ma non siamo in grado di rilevarli perché i raggi gamma ad alta energia che stanno emettendo sono troppo attenuati da EBL quando arrivano a noi - così indeboliti che i nostri strumenti non sono abbastanza sensibili da rilevarli “.
Fonte: Centro di elaborazione informatica ad alte prestazioni dell'Università della California
