Tutta la Luce Stellare dell’Universo 

05 Dic 2018 Tutta la Luce Stellare dell’Universo 

Gli scienziati hanno sviluppato un nuovo metodo per stimare la quantità di fotoni emessi dalle stelle nell’Universo osservabile sin dall’inizio dei tempi.

Secondo gli astrofisici, il nostro Universo si è formato attorno a 13,7 miliardi di anni fa. Subito dopo il Big Bang l’Universo divenne completamente oscuro. Il potente evento iniziale che aveva creato il cosmo aveva prodotto così tanto gas caldo e denso che la luce era totalmente intrappolata. Con il passare del tempo l’Universo si è espanso e raffreddato, da opaco e oscuro è diventato luminoso e trasparente alla radiazione e infine si è popolato di galassie, pianeti, stelle e altri oggetti tipici del cosmo che conosciamo oggi. Le prime stelle sono nate quando il cosmo aveva poche centinaia di milioni di anni. Viaggiando nel tempo fino a quei tempi primordiali, gli scienziati hanno misurato tutta la luce stellare prodotta durante l’intera storia dell’Universo osservabile.

Da lungo tempo si cercava di stimare questa quantità, nota come luce extragalattica di fondo (extragalactic background light, EBL), o “nebbia cosmica”. “La EBL rappresenta il libro che riporta la storia dell’attività stellare e dall’evoluzione galattica nell’Universo”, spiega Marco Ajello del Clemson College of Science in South Carolina, a guida dello studio. Misurare la luce stellare emessa nel corso della storia universale può rivelarsi una grande vittoria, utile a comprendere meglio i processi di formazione delle stelle e l’evoluzione del cosmo. Ma sinora gli scienziati non erano stati in grado di ottenere questo risultato perché la luce extragalattica di fondo è molto più debole di ogni altra luce in cielo. Ora, utilizzando un metodo indiretto, è stata finalmente realizzata questa misurazione.

Il team ha scoperto che la quantità di luce stellare, o il numero di fotoni che le stelle hanno emesso durante la storia dell’Universo osservabile è di 4 x10^84 fotoni. La misurazione è stata ottenuta tramite il telescopio a raggi gamma Fermi della NASA, osservando blazar, galassie attive al cui centro risiedono voraci buchi neri supermassicci che emettono fasci di materia e radiazione nella nostra direzione. “Utilizzando blazar a differenti distanze da noi, abbiamo misurato la luce stellare totale in vari periodi temporali. Abbiamo misurato la luce stellare di ogni epoca – un miliardo di anni fa, due miliardi di anni fa, sei miliardi di anni fa, e così via – indietro sino a quando si sono formate le prime stelle. Questo ci ha permesso di ricostruire la EBL e determinare la storia della formazione stellare dell’Universo in maniera più efficace rispetto a quanto sia mai stato realizzato prima”, spiega Vaidehi Paliya, tra gli autori dello studio.

I blazar emettono potenti getti di particelle, inclusi raggi gamma ad alta energia, che viaggiano attraverso la nebbia cosmica (EBL), costituita da luce stellare visibile e ultravioletta. Quando i raggi gamma collidono con la luce stellare, lasciano impronte visibili che gli scienziati possono osservare utilizzando il telescopio Fermi. In effetti il processo smorza il segnale di raggi gamma nello stesso modo in cui la nebbia attenua la luce di un faro distante.

“Misurando quanti fotoni sono stati assorbiti, siamo stati in grado di misurare lo spessore della nebbia e di stimare, come funzione del tempo, la quantità di luce stellare nell’intera gamma di lunghezze d’onda”, spiega Ajello. Questa tecnica si è rivelata efficace anche perché, misurando indirettamente la luce stellare attraverso le interazioni tra raggi gamma e luce visibile, il risultato non è oscurato o impedito da luce brillante in primo piano. “I primi miliardi di anni della storia del nostro Universo sono un’epoca molto interessante che non è stata ancora sondata a fondo dagli attuali satelliti. Le nostre misurazioni ci permettono di penetrare al suo interno. Forse un giorno scopriremo un modo per risalire addirittura al Big Bang. Questo è il nostro obiettivo finale”, conclude Ajello. I risultati dello studio sono stati pubblicati su Science.

Nell’immagine rappresentazione artistica delle prime stelle e galassie
Credit NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC)

http://astronomy.com/news/2018/11/scientists-calculate-how-much-starlight

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