费米追踪宇宙中的星光历史

整个天空的这张地图显示了Fermi Gamma-Ray Space望远镜的胶质背景灯(EBL)测量的739布拉泽。背景显示天空,因为它出现在伽马光线上,其能量高于10亿电子伏特,由费米大面积望远镜的九年的观察构成。我们的银河系的飞机沿着地块中间奔跑。学分:NASA / DOE / FERMI LAT协作

使用来自美国国家航空航天局的费米伽玛射线空间望远镜的科学家们测量了所有宇宙历史上90%的星光灯。该分析检查了遥远星系的伽马射线输出,估计了恒星的形成速率,为未来的任务提供了参考,这些特派团将探索恒星演化的剧照早期日期。

“星星创造了大部分光线,我们看到并综合了大多数宇宙的沉重元素,如硅和铁,”南卡罗来纳州克莱姆森大学的天体物理学家Marco Ajello表示。“了解我们如何生活的宇宙如何依赖于理解明星的发展方式。”


来自遥远星系的伽玛光线叫布拉齐与星光相互作用,因为他们在宇宙中旅行。如该视频所示,那些到达费米伽玛射线空间望远镜的人可以帮助科学家了解整个宇宙中的明星形成的历史。学分:美国宇航局的戈达德太空飞行中心

FERMI Mission的主要目标之一,它在今年轨道上庆祝成立10周年,是评估紫外线背景灯(EBL),由所有紫外线,可见光和红外明亮的明星组成的宇宙雾已经创造在宇宙中历史。因为在源头烧毁后,星光在宇宙中继续穿越宇宙,测量EBL允许天文学家将恒星形成和从恒星本身分开研究。

“这是一项独立于先前的明星形成率测量的独立确认,”费米·戈尔德岛在马里兰州Greenbelt的戈德通道飞行中心的副项目科学家大卫汤普森说。“在天文学中,当两个完全独立的方法提供相同的答案时,通常意味着我们正在做正确的事情。在这种情况下,我们可以测量明星的形成,而不看出恒星,而是通过观察穿过宇宙的伽马射线。“

伽玛光线是最高能量的光线形式。事实上,它们是如此精力充沛的是,他们与星光的互动具有不寻常的后果。“当光线碰撞的右频率时,他们可以通过Albert Einstein的着名方程式转换为e = MC2,”Suprutense of Madrid大学的Astrophysicist共同作者Alberto Dominguez。

例如,高能伽马射线和红外光之间的碰撞将能量转化为一对颗粒,电子及其反物质对应物,正电子。当中能伽马射线与可见光相互作用时,发生相同的过程,低能量伽马射线与紫外线相互作用。Fermi检测跨各种能量伽马光线的能力使其独特地适合映射EBL光谱。足够的这些互动发生在宇宙距离上,越来越远的科学家看起来更明显,它们的效果越明显,越来越明显,可以深入探测宇宙的恒星内容。

由Vaidehi Paliya领导的科学家们在克莱姆森Ajello小组的博士后研究员,从739名布拉恩的伽马射线信号检查了来自739名布拉内斯 - 星系,他们中心的怪物黑洞 - 由费米的大面积望远镜(Lat)收集了九年。测量Quintulps在2012年发布的早期费米EBL分析中使用的布拉齐数量,包括新计算EBL随着时间的推移,揭示了大约10亿年前的星形成的高峰。

新的EBL测量还提供了对先前的恒星形成估计的重要确认,这些特使分析了哈勃太空望远镜的深层银河系调查中的许多唯一来源。然而,这些类型的调查通常会错过昏厥的恒星和星系,不能考虑在间术中发生的星形形成。每次调查分析期间必须估算这些缺失的捐款。

但是,EBL包括来自所有来源的星光,避免了这些问题。因此,费米结果提供了独立的确认,即使用深银星测量的测量适当地占偏差。它还可以帮助指导未来从詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)等任务调查。

“韦伯的主要目标之一是解开大刘爆炸后的第一亿年发生的事情,”冰岛大学的天体物理学家共同作者KáriHelgason表示。“我们的工作在宇宙中,我们期望在这一宇宙中看到的星光数量,这是一个重要的新限制 - 我们在宇宙中的一个很大程度上是未开发的时期 - 并为未来的研究提供基准。”

费米伽玛射线太空望远镜是由美国宇航局的戈尔德田径飞行中心在马里兰州格林贝尔特举行的天体物理学和粒子物理伙伴关系。费米与美国能源部合作开发,来自法国,德国,意大利,日本,瑞典和美国的学术机构和合作伙伴的重要贡献。

出版物:FERMI-LAT协作,“宇宙射线决定宇宙的明星形成历史”2018年11月30日科学:卷。 362,第6418号,第1031-1034页; DOI:10.1126 / science.aat8123

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