Universo: la luce di tutte le sue stelle è un numero immenso

La collaborazione italoamericana del Fermi-LAT, guidata dall’astrofisico Marco Ajello, della Clamson University, ha portato all’incredibile risultato di misura della luce di tutte le stelle dell’universo. Si tratterebbe di un numero enorme: 4×10⁸⁴, ovvero 4 seguito da ben 84 zeri. Il calcolo è stato eseguito grazie ai dati raccolti dal telescopio Fermi della NASA e pubblicato sulla rivista Science.

La luce di tutte le stelle che hanno brillato nell’Universo dall’inizio della sua storia

Questo immenso numero rappresenta la somma di tutti i fotoni, ovvero le “particelle di luce”, emessi fino ad oggi, da tutte le stelle dell’universo dall’inizio della sua storia.

Il team internazionale di scienziati lo ha raggiunto dopo ben 9 anni di dati raccolti dal Fermi-LAT (Large Area Telescope), la missione della NASA con il contributo italiano dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF).

Lo studio del Fermi-LAT

Lo studio si basa sull’analisi dell’emissione di raggi gamma emessi da un campione molto esteso di galassie attive distanti.

La luce emessa da tutte le galassie dalla nascita dell’Universo produce quella che è conosciuta come luce extragalattica di fondo (EBL, ovvero extragalactic background light). Questa luce di fondo interagisce con i raggi gamma emessi dai blazar provocandone un’attenuazione dei loro spettri. I ricercatori hanno misurato questa attenuazione in un campione di riferimento costituito dai raggi emessi da 739 galassie attive ed un lampo gamma veloce rilevato dal Fermi-LAT. Questo ha permesso di ricostruire l’evoluzione dell’EBL e di determinare oltre il 90% dell’evoluzione dell’Universo.

Infatti, dato che la luce emessa dalle stelle, continua a viaggiare attraverso l’Universo anche molto tempo dopo che le stelle che l’hanno emessa si sono spente, misurare l’EBL permette di studiare l’evoluzione e la formazione delle stelle.

I dettagli della misurazione

Il team di Ajello ha analizzato nove anni di dati riguardanti i segnali gamma di 739 blazar, ovvero galassie che contengono buchi neri supermassicci, e che rilasciano quindi getti luce gamma attraverso l’Universo.

Ajello ci spiega come sono state misurate: “La luce gamma che viaggia attraverso la nebbia provocata dall’EBL ha una grande probabilità di essere assorbita. Misurando quanti fotoni sono stati assorbiti, siamo stati in grado di misurare lo spessore della nebbia e anche, come funzione del tempo, quanta luce c’era nell’intera gamma di lunghezze d’onda”.

Questa nuova misurazione ha utilizzato un numero di blazar di quasi cinque volte maggiore rispetto al precedente studio sull’EBL del Fermi-LAT, effettuata nel 2012. Inoltre include nuovi calcoli sulla costruzione dell’EBL nel tempo. Questo studi ha infatti rivelato che il picco massimo di formazione stellare nell’Universo, risalirebbe a circa 10 miliardi di anni fa.