Depuis que les premières étoiles ont commencé à scintiller environ 100 millions d'années après le Big Bang, notre univers a produit environ un billion de milliards d' étoiles, chacune injectant de la lumière dans le cosmos. C'est une quantité d'énergie ahurissante, mais pour les scientifiques de la collaboration du télescope de grande surface Fermi, cela représentait un défi. Hannah Devlin du Guardian rapporte que les astronomes et astrophysiciens ont entrepris la tâche monumentale de calculer la quantité de lumière stellaire émise depuis le début de l'univers il y a 13, 7 milliards d'années.
Alors, combien de lumière stellaire y a-t-il? Selon l'article de la revue Science, 4 × 10 ^ 84 photons de lumière stellaire ont été produits dans notre univers, soit 4 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 photons.
Pour atteindre ce nombre incroyablement ginormeux, l'équipe a analysé des données d'une valeur de plusieurs décennies provenant du télescope spatial à rayons gamma Fermi, un projet de la NASA qui collecte des données sur la formation d'étoiles. L’équipe a examiné en particulier les données de la lumière de fond extragalactique (EBL), un brouillard cosmique imprégnant l’univers où se retrouvent 90% des rayonnements ultraviolets, infrarouges et visibles émis par les étoiles. L’équipe a examiné 739 blazars, un type de galaxie avec un trou noir supermassif en son centre qui projette des flots de photos de rayons gamma directement vers la Terre à une vitesse proche de celle de la lumière. Les objets sont si brillants que même des blazars extrêmement éloignés peuvent être vus de la Terre. Ces photons des galaxies brillantes se heurtent à la couche EBL, qui en absorbe une partie, laissant une empreinte que les chercheurs peuvent étudier.
L'examen de blazars âgés de 2 millions à 11, 6 milliards d'années a permis aux chercheurs d'utiliser les instruments sensibles du télescope Fermi pour analyser leur lumière, en mesurant la quantité de rayonnement perdue lors de son passage dans la EBL. Cela leur a permis de créer une mesure précise de la densité ou de l'épaisseur de la couche EBL au fil du temps, créant ainsi une histoire de la lumière des étoiles dans l'univers puisque, dans l'espace lointain, la distance et le temps sont presque la même chose.
«En utilisant des blazars à différentes distances de nous, nous avons mesuré la lumière stellaire totale à différentes périodes», déclare le co-auteur Vaidehi Paliya de l'Université Clemson dans un communiqué de presse. «Nous avons mesuré la quantité totale de lumière étoilée de chaque époque - il y a un milliard d'années, il y a deux milliards d'années, il y a six milliards d'années, etc. - depuis la création des étoiles. Cela nous a permis de reconstruire l'EBL et de déterminer l'histoire de la formation d'étoiles de l'univers d'une manière plus efficace que celle atteinte auparavant. "
Les chercheurs ont essayé de mesurer la EBL dans le passé, mais ont été incapables de surmonter la poussière localisée et la lumière des étoiles proches de la Terre, ce qui rend presque impossible la collecte de données fiables sur la EBL. Cependant, le télescope Fermi a finalement permis à l'équipe de minimiser ces interférences en examinant les rayons gamma. Les données recueillies correspondent aux estimations précédentes de la densité de la LE.
L'étude montre que le sommet de la formation d'étoiles dans l'univers s'est produit il y a environ 11 milliards d'années. Au fil du temps, le rythme a considérablement ralenti, mais les étoiles se forment toujours. Environ sept nouvelles étoiles s'illuminent chaque année dans la Voie Lactée.
L’étude n’était pas simplement un exercice de destruction de la clé zéro. Ryan F. Mandelbaum de Gizmodo rapporte que la mesure donne aux scientifiques une limite supérieure au nombre de galaxies qui flottaient il y a environ 12 milliards d'années au cours de l'époque de la réionisation, période au cours de laquelle la matière noire, l'hydrogène et l'hélium fusionnèrent pour la première fois dans les étoiles et la matière ordinaire. . Il est également possible que la mesure EBL puisse aider à développer de nouvelles méthodes de recherche de types de particules inconnus.
L'astrophysicien et auteur principal de Clemson, Marco Ajello, a déclaré dans le communiqué que l'étude constituait également un pas en avant dans la compréhension des premiers jours de l'univers.
«Les premiers milliards d'années de l'histoire de notre univers sont une époque très intéressante à laquelle les satellites actuels n'ont pas encore enquêté», a-t-il déclaré. «Notre mesure nous permet de jeter un coup d'œil à l'intérieur. Peut-être qu'un jour nous trouverons un moyen de remonter jusqu'au big bang. C'est notre objectif ultime. "
