Alam semesta, kata sebagian besar ahli kosmologi kepada kita, dimulai dengan ledakan. Berapa banyak cahaya yang dihasilkan alam semesta sejak lahir, 13,8 miliar tahun yang lalu?
Tampaknya jawaban yang sulit pada pandangan pertama. Namun di ruang angkasa, kita dapat melacaknya. Setiap partikel cahaya yang pernah dipancarkan oleh galaksi dan bintang masih berkelana, itulah sebabnya kita dapat mengintip ke masa lalu dengan teleskop kita.
Makalah baru di Jurnal Astrofisika mengeksplorasi sifat dari cahaya latar belakang extragalactic ini, atau EBL. Mengukur EBL, tim menyatakan, "sama pentingnya dengan kosmologi dengan mengukur radiasi panas yang tersisa dari Big Bang (gelombang mikro kosmik) pada panjang gelombang radio."
Ternyata beberapa wahana NASA telah membantu kami memahami jawabannya. Mereka mengintip alam semesta dalam setiap panjang gelombang cahaya, mulai dari gelombang radio panjang hingga sinar gamma pendek dan penuh energi. Sementara pekerjaan mereka tidak kembali ke asal usul alam semesta, itu memberikan pengukuran yang baik untuk sekitar lima miliar tahun terakhir. (Tentang usia tata surya, secara kebetulan.)
Sulit untuk melihat cahaya latar belakang redup terhadap cahaya bintang dan galaksi yang kuat hari ini, sekeras seperti melihat Bimasakti dari pusat kota Manhattan, kata para astronom.
Solusinya melibatkan sinar gamma dan blazer, yang merupakan lubang hitam besar di jantung galaksi yang menghasilkan semburan material yang mengarah ke Bumi. Persis seperti senter.
Blazar ini memancarkan sinar gamma, tetapi tidak semuanya mencapai Bumi. Beberapa, kata para astronom, "pukullah foton EBL yang malang di sepanjang jalan."
Ketika ini terjadi, sinar gamma dan foton masing-masing zap keluar dan menghasilkan elektron bermuatan negatif dan positron bermuatan positif.
Lebih menarik, blar menghasilkan sinar gamma pada energi yang sedikit berbeda, yang pada gilirannya dihentikan oleh foton EBL pada energi yang berbeda itu sendiri.
Jadi, dengan mencari tahu berapa banyak sinar gamma dengan energi berbeda yang dihentikan oleh foton, kita dapat melihat berapa banyak foton EBL di antara kita dan bilah-bilah jauh.
Para ilmuwan sekarang baru saja mengumumkan bahwa mereka dapat melihat bagaimana EBL berubah dari waktu ke waktu. Mengintip lebih jauh ke belakang di alam semesta, seperti yang kita katakan sebelumnya, berfungsi sebagai semacam mesin waktu. Jadi, semakin jauh kita melihat sinar gamma menghilang, semakin baik kita memetakan perubahan EBL di era sebelumnya.
Untuk mendapatkan teknis, beginilah cara para astronom melakukannya:
- Membandingkan temuan sinar gamma dari Fermi Gamma-ray Space Telescope dengan intensitas sinar-X yang diukur oleh beberapa observatorium sinar-X, termasuk Chandra X-Ray Observatory, Swift Gamma-Ray Burst Mission, Rossi X- ray Timing Explorer, dan XMM / Newton. Ini memungkinkan para astronom mengetahui apa kecerahan blazer pada energi yang berbeda.
- Membandingkan pengukuran-pengukuran tersebut dengan yang dilakukan oleh telscope khusus di tanah yang dapat melihat "fluks sinar gamma" yang diterima Bumi dari blazer-blazer tersebut. (Sinar gamma dimusnahkan di atmosfer kita dan menghasilkan hujan partikel subatom, seperti "ledakan sonik", yang disebut radiasi Cherenkov.)
Pengukuran yang kami miliki dalam makalah ini sekitar sejauh yang dapat kita lihat sekarang, tambah para astronom.
"Lima miliar tahun yang lalu adalah jarak maksimum yang dapat kami selidiki dengan teknologi kami saat ini," kata pemimpin penulis makalah, Alberto Dominguez.
"Tentu, ada beberapa blazar lebih jauh, tetapi kita tidak dapat mendeteksi mereka karena sinar gamma berenergi tinggi yang mereka pancarkan terlalu dilemahkan oleh EBL ketika mereka sampai ke kita — begitu lemah sehingga instrumen kita tidak cukup sensitif untuk mendeteksi mereka. . "
Sumber: Pusat AstroComputing Kinerja Tinggi Universitas California
