L'univers, la plupart des cosmologistes nous disent, a commencé avec un bang. Combien de lumière l'univers a-t-il produit depuis sa naissance, il y a 13,8 milliards d'années?
Cela semble une réponse difficile à première vue. Dans l'espace, cependant, nous pouvons les retrouver. Chaque particule lumineuse jamais rayonnée par les galaxies et les étoiles voyage toujours, c'est pourquoi nous pouvons regarder si loin dans le temps avec nos télescopes.
Un nouveau papier dans le Journal astrophysique explore la nature de cette lumière de fond extragalactique, ou EBL. La mesure de l'EBL, selon l'équipe, «est aussi fondamentale pour la cosmologie que la mesure du rayonnement thermique laissé par le Big Bang (le fond cosmique des micro-ondes) aux longueurs d'onde radio».
Il s'avère que plusieurs vaisseaux spatiaux de la NASA nous ont aidés à comprendre la réponse. Ils ont regardé l'univers dans toutes les longueurs d'onde de la lumière, allant des longues ondes radio aux rayons gamma courts et remplis d'énergie. Bien que leur travail ne remonte pas à l'origine de l'univers, il donne de bonnes mesures depuis environ cinq milliards d'années. (À propos de l'âge du système solaire, par coïncidence.)
Il est difficile de voir cette faible lumière de fond contre la puissante lueur des étoiles et des galaxies aujourd'hui, à peu près aussi difficile que de voir la Voie lactée depuis le centre-ville de Manhattan, ont déclaré les astronomes.
La solution implique des rayons gamma et des blazars, qui sont d'énormes trous noirs au cœur d'une galaxie qui produisent des jets de matière qui pointent vers la Terre. Tout comme une lampe de poche.
Ces blazars émettent des rayons gamma, mais tous n'atteignent pas la Terre. Certains, selon des astronomes, "frappent un photon EBL malheureux en cours de route".
Lorsque cela se produit, le rayon gamma et le photon zappent chacun et produisent un électron chargé négativement et un positron chargé positivement.
Plus intéressant, les blazars produisent des rayons gamma à des énergies légèrement différentes, qui sont à leur tour arrêtées par les photons EBL à différentes énergies elles-mêmes.
Ainsi, en déterminant combien de rayons gamma avec différentes énergies sont arrêtés par les photons, nous pouvons voir combien de photons EBL sont entre nous et les blazars éloignés.
Les scientifiques viennent d'annoncer qu'ils pouvaient voir comment l'EBL a changé au fil du temps. Regarder plus loin dans l'univers, comme nous l'avons dit plus tôt, sert de sorte de machine à remonter le temps. Donc, plus nous voyons en arrière les rayons gamma disparaître, mieux nous pouvons cartographier les changements d'EBL dans les époques antérieures.
Pour devenir technique, voici comment les astronomes l'ont fait:
- Comparaison des résultats des rayons gamma du télescope spatial à rayons gamma Fermi à l'intensité des rayons X mesurée par plusieurs observatoires à rayons X, y compris l'observatoire Chandra aux rayons X, la mission Swift Gamma-Ray Burst, le Rossi X- ray Timing Explorer et XMM / Newton. Cela a permis aux astronomes de comprendre quelles étaient les luminosités des blazars à différentes énergies.
- Comparer ces mesures à celles prises par des telscopes spéciaux au sol qui peuvent observer le «flux gamma» réel que la Terre reçoit de ces blazars. (Les rayons gamma sont annihilés dans notre atmosphère et produisent une pluie de particules subatomiques, un peu comme un «boom sonique», appelé rayonnement Cherenkov.)
Les astronomes ont ajouté que les mesures que nous avons dans cet article remontent à peu près à ce que nous pouvons voir en ce moment.
"Il y a cinq milliards d'années, c'est la distance maximale que nous sommes en mesure de sonder avec notre technologie actuelle", a déclaré l'auteur principal du document, Alberto Dominguez.
«Bien sûr, il y a des blazars plus loin, mais nous ne sommes pas en mesure de les détecter parce que les rayons gamma à haute énergie qu'ils émettent sont trop atténués par EBL quand ils nous parviennent - si affaiblis que nos instruments ne sont pas assez sensibles pour les détecter . "
Source: Centre de haute performance AstroComputing de l'Université de Californie
