Onder leiding van astrofysicus Marco Ajello van Clemson University (VS) is een groot internationaal team van wetenschappers erin geslaagd om te meten hoeveel fotonen (‘lichtdeeltjes’) de sterren in ons heelal tot nu toe hebben uitgezonden.
Het eindtotaal is een duizelingwekkend groot getal met 84 nullen (Science, 30 november).
Volgens de huidige inzichten zijn de eerste sterren ontstaan toen ons heelal nog maar een paar honderd miljoen jaar bestond, ruim 13 miljard jaar geleden dus.
Met behulp van gegevens van de Amerikaanse ruimtetelescoop Fermi, die gammastraling detecteert, hebben de wetenschappers gemeten hoeveel licht deze sterren in de loop van de tijd hebben uitgezonden. Ook hebben ze een reconstructie gemaakt van de stervormingsgeschiedenis van het heelal.
Bij het onderzoek is gekeken naar de gammastraling van zogeheten blazars, sterrenstelsels met een actief zwart gat in hun centrum.
Deze stelsels produceren twee bundels van energierijke deeltjes en straling die bijna letterlijk de ruimte in worden geschoten.
Wanneer een van deze ‘jets’ toevallig recht op de aarde is gericht, is hij detecteerbaar, zelfs wanneer de blazar miljarden lichtjaren van ons verwijderd is.
De uitgezonden gammafotonen komen tijdens hun lange reis door de ruimte ontelbare minder energierijke soortgenoten tegen.
Dat zijn voornamelijk fotonen die door de ontelbare sterren in het heelal zijn uitgezonden.
Bij een ‘botsing’ tussen een gammafoton en een minder energierijk foton ontstaat een tweetal geladen deeltjes en ‘verdwijnen’ de fotonen.
Door naar het spectrum van een blazar te kijken, kunnen astronomen zien hoeveel fotonen zijn geabsorbeerd en hoe dicht de ‘mist’ van fotonen was waar de gammastraling doorheen is gegaan.
Door dit voor blazars op verschillende afstanden te doen, kan zo de fotonendichtheid voor verschillende momenten in de kosmische geschiedenis worden bepaald.
Deze metingen laten zien dat de productie van nieuwe sterren ongeveer 11 miljard jaar geleden haar hoogtepunt heeft bereikt en sindsdien is afgenomen.
Dat resultaat stemt goed overeen met eerdere bepalingen van het piekmoment in de stellaire geschiedenis van ons heelal. Gezamenlijk hebben al deze sterren ruwweg 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 fotonen uitgezonden, een 4 met 84 nullen erachter.
Dat lijkt kolossaal veel, maar in totaal is het maar een zwakke gloed die verbleekt bij het licht dat we van de zon en de overige sterren van de Melkweg ontvangen.
Dat komt doordat het heelal zo onvoorstelbaar groot is: het licht van bijna alle sterren moet dus van heel ver komen en is bij aankomst op aarde uiterst zwak geworden.
Vandaar dat de nachthemel zo donker is, afgezien van de lichtvervuiling dan. (EE)