Calcolata tutta la luce mai emessa nell’universo osservabile: è un numero enorme di fotoni

Un gruppo di astronomi ha intrapreso una ricerca a dir poco titanica: hanno calcolato tutta la luce stellare mai prodotta nella storia dell’universo osservabile.
Il nostro universo è caratterizzato da un’età di circa 13, 7 miliardi di anni e ha iniziato a formare le prime stelle, e dunque ad emettere la prima luce, solo poche centinaia di milioni di anni dopo la nascita.

Gli scienziati hanno innanzitutto calcolato il numero di galassie e il numero di stelle attualmente presenti nell’universo che si può sperare di osservare dalla Terra: ci sono circa due trilioni di galassie e un trilione di miliardi di stelle.

Utilizzando vari strumenti tra cui il telescopio spaziale a raggi gamma Fermi della NASA, Marco Ajello, astrofisico del Clemson College of Science, è riuscito insieme ai colleghi a misurare l’intera quantità di luce stellare mai emessa.
Si tratta di un numero ovviamente “astronomico” anche perché è stato scelto come unità di misura l’elemento base che costituisce la luce, ossia il fotone.

Nonostante le diverse variabili che rendono difficile la quantificazione di un dato del genere, i ricercatori sono arrivati al risultato di 4×10⁸⁴ fotoni emessi da tutte le stelle da quando è nato l’universo.

Hanno inoltre calcolato la luce che giunge sulla Terra dal di fuori della nostra galassia, dunque escludendo il nostro sole, che ovviamente la fa da padrone in tal senso, e tutte le altre stelle della via Lattea.
Tutto il resto dell’universo irraggia verso di noi una luce equiparabile a quella di una lampadina da 60 W visualizzata nell’oscurità da circa quattro km di distanza.

Questo dato non deve sorprendere dato che l’universo è incomprensibilmente enorme e sostanzialmente vuoto nonostante le stelle in esso presenti possano apparire tantissime.

I ricercatori sono arrivati a questo risultato utilizzando i dati del telescopio spaziale Fermi relativi alla luce di fondo extragalattica (EBL), ossia quella luce stellare che sfugge alle galassie.
I ricercatori hanno poi misurato accuratamente questa “nebbia” cosmica e calcolato l’intensità dei raggi gamma di 739 blazar, ossia galassie contenenti buchi neri supermassicci al centro in grado di rilasciare getti estremamente potenti di particelle energetiche che schizzano fuori dalle galassie stesse viaggiando per il cosmo alla velocità della luce.

Il procedimento lo spiega Vaidehi Paliya, altro ricercatore impegnato nello studio: “Usando i blazar a diverse distanze da noi, abbiamo misurato la luce stellare totale in diversi periodi di tempo. Abbiamo misurato la luce stellare totale di ogni epoca – un miliardo di anni fa, due miliardi di anni fa, sei miliardi di anni fa, ecc. – fino a quando le prime stelle si formarono. Questo ci ha permesso di ricostruire l’EBL e determinare la stella la storia della formazione dell’universo in un modo più efficace di quanto era stato realizzato prima.”
Lo studio è stato pubblicato su Science.

Fonti e approfondimenti

• Clemson scientists measure all of the starlight ever produced by the observable universe | Clemson University News and Stories, South Carolina (IA)
• A gamma-ray determination of the Universe’s star formation history | Science (DOI: 10.1126/science.aat8123) (IA)

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