Sejak bintang-bintang pertama mulai berkedip-kedip sekitar 100 juta tahun setelah Big Bang, alam semesta kita telah menghasilkan kira-kira satu triliun triliun bintang, masing-masing memancarkan cahaya bintang ke kosmos. Itu adalah jumlah energi yang membingungkan, tetapi bagi para ilmuwan di Fermi Large Area Telesabor Collaboration, hal itu menghadirkan tantangan. Hannah Devlin di The Guardian melaporkan bahwa para astronom dan astrofisika mengambil tugas monumental untuk menghitung berapa banyak cahaya bintang yang dipancarkan sejak alam semesta dimulai 13, 7 miliar tahun yang lalu.
Jadi, berapa banyak cahaya bintang di sana? Menurut makalah dalam jurnal Science, 4 × 10 ^ 84 foton senilai cahaya bintang telah diproduksi di alam semesta kita, atau 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, 000, 000 foton.
Untuk mencapai jumlah yang luar biasa ginormous itu, tim menganalisis data dekade dari Fermi Gamma-ray Space Telescope, sebuah proyek NASA yang mengumpulkan data tentang pembentukan bintang. Tim melihat secara khusus pada data dari lampu latar extragalactic (EBL) kabut kosmik yang menembus alam semesta di mana 90 persen dari radiasi ultraviolet, inframerah dan terlihat yang dipancarkan dari bintang berakhir. Tim memeriksa 739 blazar, sejenis galaksi dengan lubang hitam supermasif di pusatnya yang menembakkan aliran foto sinar gamma langsung ke Bumi dengan kecepatan cahaya yang hampir sama. Benda-benda itu sangat terang, bahkan api yang sangat jauh dapat terlihat dari Bumi. Foton-foton dari galaksi mengkilap ini bertabrakan dengan EBL, yang menyerap sebagian foton, meninggalkan jejak yang dapat dipelajari oleh para peneliti.
Dengan melihat blazar yang berusia mulai dari 2 juta hingga 11, 6 miliar tahun memungkinkan para peneliti untuk menggunakan instrumen sensitif pada teleskop Fermi untuk menganalisis cahaya mereka, mengukur berapa banyak radiasi yang hilang saat bergerak melalui EBL. Ini memungkinkan mereka membuat ukuran akurat dari kepadatan atau ketebalan EBL dari waktu ke waktu, pada dasarnya menciptakan sejarah cahaya bintang di alam semesta karena, di ruang angkasa, jarak dan waktu adalah hal yang hampir sama.
"Dengan menggunakan blazar pada jarak yang berbeda dari kami, kami mengukur total cahaya bintang pada periode waktu yang berbeda, " kata rekan penulis Vaidehi Paliya dari Universitas Clemson dalam siaran pers. “Kami mengukur total cahaya bintang di setiap zaman - satu miliar tahun yang lalu, dua miliar tahun yang lalu, enam miliar tahun yang lalu, dll. - semuanya kembali ke masa ketika bintang-bintang pertama kali terbentuk. Ini memungkinkan kami untuk merekonstruksi EBL dan menentukan sejarah pembentukan bintang alam semesta dengan cara yang lebih efektif daripada yang pernah dicapai sebelumnya. "
Para peneliti telah mencoba untuk mengukur EBL di masa lalu, tetapi tidak dapat melewati debu yang terlokalisasi dan cahaya bintang yang dekat dengan Bumi, sehingga hampir mustahil untuk mengumpulkan data yang baik tentang EBL. Namun, teleskop Fermi akhirnya memungkinkan tim untuk meminimalkan gangguan itu dengan melihat sinar gamma. Data yang mereka kumpulkan sesuai dengan perkiraan sebelumnya untuk kepadatan EBL.
Studi ini menunjukkan bahwa puncak pembentukan bintang di alam semesta terjadi sekitar 11 miliar tahun yang lalu. Seiring waktu, itu melambat secara drastis, tetapi bintang-bintang masih terbentuk, dengan sekitar tujuh bintang baru bersinar di Bima Sakti setiap tahun saja.
Studi ini bukan hanya latihan untuk menghancurkan kunci nol juga. Ryan F. Mandelbaum di Gizmodo melaporkan bahwa pengukuran memberi ilmuwan batas atas jumlah galaksi yang mengambang sekitar 12 miliar tahun yang lalu selama Zaman Reionisasi, periode ketika materi gelap, hidrogen dan helium pertama kali bergabung menjadi bintang dan materi biasa . Mungkin juga bahwa pengukuran EBL dapat membantu mengembangkan cara-cara baru untuk mencari jenis partikel yang tidak diketahui.
Ahli astrofisika dan penulis utama Clemson, Marco Ajello mengatakan dalam rilisnya bahwa penelitian ini juga merupakan langkah yang baik untuk memahami hari-hari awal alam semesta.
"Miliaran tahun pertama dari sejarah alam semesta kita adalah zaman yang sangat menarik yang belum diselidiki oleh satelit saat ini, " katanya. “Pengukuran kita memungkinkan kita mengintip ke dalamnya. Mungkin suatu hari kita akan menemukan cara untuk melihat kembali ke masa lalu. Ini adalah tujuan akhir kita. "
