Rozwój Wszechświata. Największa impreza już nas ominęła

Większość historii Wszechświata to historie światła – gwiazd błyszczących i mrugających do nas przez ciemny kosmos. Światło, które przenika całą obserwowaną przestrzeń, ukazuje nam linie czasu gwiazd i galaktyk, które rozpoczęły swój żywot miliony i miliardy lat temu.

Światło wszystkich gwiazd i galaktyk nazywane jest pozagalaktycznym światłem tła. Jest to światło składające się z wszystkich fotonów wyemitowanych w trakcie całej historii Wszechświata przez wszystkie dotąd istniejące gwiazdy i galaktyki we wszystkich zakresach promieniowania. Brzmi to dość dziwnie, natomiast chodzi po prostu o całe promieniowanie przemierzające Wszechświat.

Wśród jego właściwości jest zdolność do ingerowania w wysokoenergetyczne promieniowanie gamma, które rozchodzi się w przestrzeni kosmicznej. Niektóre z fotonów pochodzących z tych promieni gamma zderza się z fotonami z pozagalaktycznego światła tła i nigdy nie dociera do naszych teleskopów.

Porównując zatem właściwości źródeł promieniowania gamma z liczbą wysokoenergetycznych promieni gamma, które do nas docierają, możliwe jest zmierzenie, jak bardzo gęste jest pozagalaktyczne światło tła, a co za tym idzie, można określić tempo powstawania gwiazd, które te tło stworzyły.

Credit: NASA/ESA/STScI

Międzynarodowy zespół naukowców, korzystający z Fermi Gamma-Ray Space Telescope (GLAST) dokonał odpowiednich obliczeń i pomiarów. Dzięki ich pracy otrzymaliśmy kompleksowy obraz, na którym znajduje się 740 obiektów, które są źródłem wysokoenergetycznego promieniowania gamma. Dzięki temu zespół zrekonstruował historię formowania się gwiazd w ciągu 90 procent, tzw. czasu kosmicznego, znanego również jako czas od Wielkiego Wybuchu.

Naukowcy odkryli również, że szczytowy okres formowania się gwiazd miał miejsce około 10 miliardów lat temu, czyli około 4 miliardy lat po Wielkim Wybuchu. “W pewnym sensie ominęła nas największa impreza, która od tamtego momentu powoli się wygasza”, powiedział członek zespołu z University of Iceland – Kari Helgason.

Wyniki tych badań są spójne z innymi badaniami, które mierzą światło pochodzące z pojedynczych galaktyk (a nie pochodzące od wszystkich galaktyk i gwiazd na raz). “Badania pojedynczych galaktyk powodują, że zawsze omijamy kilka słabszych”, powiedział Helgason. “Było możliwe, że odkryjemy jakąś nową tajemnicę związaną ze światłem, jednak okazało się, że tym zdjęciem potwierdziliśmy obecne teorie”.

Kolejnym krokiem jest obserwowanie większej ilości wysokoenergetycznego promieniowania gamma przybywającego do nas z jeszcze dalszych odległości. Takie plany zaanonsował Abhishek Desai z Clemson University w Południowej Karolinie, który również należy do zespołu badawczego przy GLAST. Przeprowadzone obserwacje zasugerowały, że we wczesnym Wszechświecie mogło istnieć znacznie mniej galaktyk niż sugerują to obecne modele. Jednakże, nie uda nam się tego potwierdzić, dopóki nie pozyskamy wysokiej jakości danych pochodzących w bardzo odległych od nas źródeł promieni gamma.