Desde que las primeras estrellas comenzaron a parpadear unos 100 millones de años después del Big Bang, nuestro universo ha producido aproximadamente un billón de billones de estrellas, cada una de las cuales bombea luz hacia el cosmos. Esa es una cantidad alucinante de energía, pero para los científicos de la Colaboración del Telescopio de Área Grande de Fermi presentó un desafío. Hannah Devlin en The Guardian informa que los astrónomos y astrofísicos asumieron la monumental tarea de calcular cuánta luz estelar se ha emitido desde que el universo comenzó hace 13.700 millones de años.
Entonces, ¿cuánta luz de las estrellas hay? Según el artículo en la revista Science, se han producido 4 × 10 ^ 84 fotones de luz estelar en nuestro universo, o 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 fotones.
Para llegar a ese número enormemente descomunal, el equipo analizó datos de décadas del Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi, un proyecto de la NASA que recopila datos sobre la formación de estrellas. El equipo analizó específicamente los datos de la luz de fondo extragaláctica (EBL), una niebla cósmica que impregna el universo donde termina el 90 por ciento de la radiación ultravioleta, infrarroja y visible emitida por las estrellas. El equipo examinó 739 blazars, un tipo de galaxia con un agujero negro supermasivo en su centro que dispara corrientes de fotos de rayos gamma directamente hacia la Tierra a casi la velocidad de la luz. Los objetos son tan brillantes que incluso se pueden ver blazar extremadamente distantes desde la Tierra. Estos fotones de las galaxias brillantes colisionan con el EBL, que absorbe algunos de los fotones, dejando una huella que los investigadores pueden estudiar.
Observar blazars con edades comprendidas entre 2 millones y 11.600 millones de años permitió a los investigadores utilizar los instrumentos sensibles del telescopio Fermi para analizar su luz, midiendo la cantidad de radiación que perdió a medida que se movía a través del EBL. Esto les permitió crear una medida precisa de la densidad o el grosor de la EBL a lo largo del tiempo, esencialmente creando una historia de luz estelar en el universo ya que, en el espacio profundo, la distancia y el tiempo son casi lo mismo.
"Al usar blazars a diferentes distancias de nosotros, medimos la luz estelar total en diferentes períodos de tiempo", dice el coautor Vaidehi Paliya de la Universidad de Clemson en un comunicado de prensa. “Medimos la luz estelar total de cada época, hace mil millones de años, hace dos mil millones de años, hace seis mil millones de años, etc., desde la primera vez que se formaron las estrellas. Esto nos permitió reconstruir el EBL y determinar la historia de formación estelar del universo de una manera más efectiva que la que se había logrado antes ".
Los investigadores han intentado medir el EBL en el pasado, pero no pudieron pasar el polvo localizado y la luz de las estrellas cerca de la Tierra, lo que hace que sea casi imposible recopilar buenos datos sobre el EBL. Sin embargo, el telescopio Fermi finalmente permitió al equipo minimizar esa interferencia al observar los rayos gamma. Los datos que recopilaron están en línea con las estimaciones anteriores de la densidad de la EBL.
El estudio muestra que el pico de formación estelar en el universo tuvo lugar hace unos 11 mil millones de años. Con el tiempo, se ha ralentizado drásticamente, pero las estrellas todavía se están formando, con aproximadamente siete estrellas nuevas que se iluminan en la Vía Láctea cada año solo.
El estudio no fue solo un ejercicio para romper la tecla cero tampoco. Ryan F. Mandelbaum en Gizmodo informa que la medición le da al científico un límite superior para el número de galaxias que flotaban hace unos 12 mil millones de años durante la Época de Reionización, el período en que la materia oscura, el hidrógeno y el helio se unieron por primera vez en estrellas y materia ordinaria . También es posible que la medición de EBL pueda ayudar a desarrollar nuevas formas de buscar tipos de partículas desconocidos.
El astrofísico de Clemson y autor principal Marco Ajello dice en el comunicado que el estudio también es un buen paso hacia la comprensión de los primeros días del universo.
"Los primeros mil millones de años de la historia de nuestro universo son una época muy interesante que aún no ha sido probada por los satélites actuales", dice. “Nuestra medida nos permite mirar dentro de ella. Tal vez algún día encontremos una manera de mirar hacia el big bang. Este es nuestro objetivo final ".
