当你走在金色的沙滩上,有没有想过一个问题:这片沙滩上到底有多少沙子?这个问题很难答复,由于沙子太小,而整片沙滩又太大了。
其实一个相似的问题也一向困扰着科学家们,整个国际中到底有多少星光?这儿说的星光,是指国际星体宣布的光子。
不过,这个问题最近刚刚有了答案。来自美国克莱姆森大学的地理物理学家马可·安杰洛和他的团队最近得出了一个数字:4×1084(数字4后边跟84个0),这个数字代表了国际中一切星体发生的光子数量。
物理学家以为光线由一个个细小的光子组成,当光子抵达咱们的视网膜时,咱们才干看到实际国际,关于那些看不见的光,咱们无法知道它们的多少和切当方位。国际中充满了光子,这些光子来源于每一个星系、每一个恒星。恒星和星系在它们存在的时期,都曾向国际空间释放出光辉,这些光仍在国际的空间中穿行,只要一部分光会进入太阳系,照向地球,其他的很多的光子会“远离”太阳系或许银河系,构成河外星系布景光。
了解国际中的光或许能够协助咱们了解星体诞生和逝世的前史,因而,安杰洛和他的团队想要丈量国际中的光。那么怎么丈量国际中的光呢?
为此,他们使用了费米伽马射线太空望远镜的观测数据。
费米望远镜是一个用来调查国际中最极点环境的太空望远镜,它能够探测到伽马射线(一种高能量的电磁波)。一切能够发射伽马射线的天体都是费米望远镜的观测目标,其间就包含耀变体。
耀变体是一种活泼的星系,以其剧烈的辐射和难以预测的行为而著称。在耀变体的中心是一个超大质量的黑洞,质量能够到达数千亿倍太阳质量。跟着物质向黑洞回旋扭转下落,其间一部分会以粒子喷流的方式被“反弹”回去,粒子喷流(包含伽马射线)的速度近似光速,而咱们只能观测到指向地球的粒子喷流,也便是说,对其进行观测的咱们一般处于喷流的“下流”。
跟着伽马射线络绎在国际中,这些高能量的粒子会与国际中漂浮的光子相撞,发生电子和正电子对,而且丢失掉一部分的能量。
安杰洛团队剖析了一切739个耀变体的伽马射线观测数据,得到了由于光子磕碰而丢失的伽马射线能量,并据此推测出国际布景光的密度。
在这些耀变体中,间隔咱们最近的有2亿光年之远,而最远的间隔咱们116亿光年。经过不同间隔的能量丢失,研究人员能够计算出不同时期国际光子的密度。
使用不同时期国际的光子密度,研究人员就能够重塑大爆炸后恒星和星系的发生前史。依据安杰洛的数据,大约100亿年前,国际中的恒星构成率就到达了峰值,尔后一向在下降。尽管恒星还在发生,可是国际好像在变老。除此之外,安杰洛团队还得到了整个国际前史中宣布的悉数星光,星光的总量便是最初说到的数字——4×1084。