由可觀測宇宙產生的所有可測量的星光
研究小組從費米數據中收集的測量數據，在此之前從未有人做過
克萊姆森大學(Clemson University)的科學家們在一顆岩石行星上的實驗室里，成功地測量了整個可觀測宇宙歷史上產生的所有星光。天體物理學家認為，我們的宇宙大約137億年，在幾億年前就開始形成第一批恆星。從那時起，宇宙就變成了一個造星的大力神杯。現在大約有兩萬億星系和一萬億恆星。克萊姆森科學學院(Clemson College of Science)的天體物理學家馬可·阿耶洛(Marco Ajello)和他的團隊使用新的星光測量方法，分析了美國國家航空航天局(NASA)費米伽馬射線太空望遠鏡(Fermi Gamma-ray Space Telescope)的數據，以確定宇宙大部分壽命內恆星形成的歷史。
通過費米望遠鏡收集的數據，我們能夠測量出曾經發射出的全部星光量。這在以前是從未發生過的。這些光大部分是由生活在星系中的恆星發出的。因此，這使我們能夠更好地理解恆星的演化過程，並對宇宙如何產生髮光物質有了引人入勝的洞見。為曾經產生的星光量設定一個數字有幾個變數，這些變數很難用簡單的術語來量化。但根據新的測量光子的數量(可見光的粒子)逃進空間被恆星發出後轉化為4 x10 ^ 84。或者換句話說:4,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000光子。
儘管如此驚人地大的數,有趣的是,除了來自我們的太陽的光和星系,其餘的星光,到達地球是極其微弱的,相當於一個60瓦的燈泡將在完全黑暗從約2.5英里遠。這是因為宇宙幾乎大得不可思議。這也是為什麼夜空在晚上是黑暗的，除了來自月亮的光，可見的星星和銀河系微弱的光芒。
費米伽馬射線太空望遠鏡於2008年6月11日發射進入低軌道，最近是它的10周年紀念日。它是一個功能強大的天文台,提供了大量的數據對伽馬射線(最精力充沛的光)和他們的交互與銀河系外的背景光(EBL),這是一個宇宙霧組成的紫外線,可見光和紅外線在他們的附近恆星或塵埃發出的。Ajello和他的博士後同事Vaidehi Paliya分析了近九年的數據，這些數據與739個恆星的伽馬射線信號有關。
布拉斯星系包含超大質量黑洞，這些黑洞能夠釋放出幾乎以光速躍出星系並划過宇宙的高能粒子束。當其中一股射流恰好直接對準地球時，即使它來自極遠的地方，也能被探測到。射流中產生的伽馬射線光子最終會與宇宙大霧相撞，留下可觀察到的印記。這使得阿耶洛的團隊不僅能夠測量出特定地點的霧密度，而且能夠測量出宇宙歷史上特定時間的霧密度。穿過星光迷霧的伽馬射線光子被吸收的幾率很大，通過測量吸收了多少光子，我們能夠測量出霧有多厚，還能測量出，作為時間的函數，在整個波長範圍內有多少光。」
利用星系調查，宇宙的恆星形成歷史已經被研究了幾十年。但之前的研究面臨的一個障礙是，一些星系太遠，或者太暗，以至於現在的望遠鏡無法探測到。這迫使科學家們估計這些遙遠星系所產生的星光，而不是直接記錄下來。阿耶洛的團隊利用費米望遠鏡的大範圍數據分析了銀河系外的背景光，從而解決了這個問題。從星系中逃逸出來的星光，包括最遙遠的星系，最終成為EBL的一部分。因此，直到最近才有可能對這種宇宙煙霧進行精確的測量，從而消除了估算超遙遠星系的光發射的需要。
Paliya對739個火種進行了伽馬射線分析，這些火種的黑洞比我們的太陽大幾百萬到幾十億倍。通過使用距離我們不同的火焰，我們測量了不同時期的總星光，我們測量了每個時代的總星光——10億年前、20億年前、60億年前等等——一直追溯到恆星最初形成的時候。這使我們能夠重建EBL，並以比以前更有效的方式確定宇宙恆星形成的歷史。
當高能伽瑪射線與低能可見光碰撞時，它們轉化成電子對和正電子對。據美國國家航空航天局稱，費米探測伽馬射線的能力跨越了廣泛的能量範圍，這使得它特別適合繪製宇宙迷霧。這些粒子的相互作用發生在巨大的宇宙距離上，這使得Ajello的團隊能夠比以往更深入地探索宇宙中恆星形成的生產力。
科學家們已經嘗試測量EBL很久了。然而，黃道光(黃道光是由太陽系中的塵埃散射的光)等非常明亮的前景，使得這項測量非常具有挑戰性。「我們的技術對任何前景都不敏感，因此一下子就克服了這些困難。」恆星形成發生在大約110億年前，那時密集的分子雲區域坍塌形成恆星。但是，儘管新恆星的誕生已經放緩，但它從未停止過。例如，我們的銀河系每年大約產生7顆新恆星。
研究小組表示，不僅建立了目前的EBL，而且揭示了它在宇宙歷史上的演化，這是該領域的一個重大突破。恆星的形成是能量、物質和金屬在宇宙中循環和再循環的過程。它是宇宙的發動機，沒有恆星的進化，我們就沒有生命存在所必需的基本元素。
了解恆星的形成對天文學研究的其他領域也有影響，包括宇宙塵埃、星系演化和暗物質的研究。該團隊的分析將為未來的任務提供探索恆星演化早期的指導方針——比如即將於2021年發射的詹姆斯韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)，它將使科學家能夠尋找原始星系的形成。
宇宙歷史的前十億年是一個非常有趣的時代，目前還沒有衛星探測過，我們的測量可以讓我們窺探到裡面。」也許有一天，我們會找到一種方法，讓我們回顧宇宙大爆炸。這是我們的最終目標。
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