科學家通過費米望遠鏡追溯了宇宙中90％以上星光的歷史！

眾所周知，我們所看到的大部分光都是由恆星產生的，它們合成了宇宙中的大部分重元素，比如硅和鐵。因此理解我們生活的宇宙是如何形成的，在很大程度上取決於理解恆星是如何進化的。

而近日，科學家利用美國國家航空航天局費米伽馬射線太空望遠鏡的數據，測量了宇宙90%以上歷史上產生的所有星光，並且分析檢查了遙遠星系的伽馬射線輸出數據，估計了恆星的形成速率，並為未來探索恆星演化初期任務提供了重要的參考。

費米任務的主要目標之一是評估銀河系外背景光(EBL)，這是一種由宇宙歷史上所有紫外線、可見光和紅外光恆星組成的宇宙霧。由於星光在其來源耗盡後仍會在宇宙中繼續傳播，因此測量EBL使天文學家能夠獨立於恆星本身研究恆星的形成和演化。而且在這種情況下，我們測量恆星的形成根本不用看恆星，而是通過觀察穿過宇宙的伽馬射線。

伽馬射線是光的最高能量形式，它們在穿越宇宙時與星光相互作用。它們充滿了巨大的活力，以至於它們與星光的相互作用產生了不尋常的後果。當合適的光頻率發生碰撞時，它們可以通過阿爾伯特·愛因斯坦著名的方程E=mc2轉化為物質。例如，高能伽馬射線和紅外光之間的碰撞將能量轉換成一對粒子，一個電子和它的反物質對應物正電子。中能伽馬射線與可見光相互作用，低能伽馬射線與紫外光相互作用時，也會發生同樣的過程。費米探測能量範圍廣泛的伽馬射線的能力使它特別適合於繪製EBL光譜。而這裡面有足夠多的相互作用發生在宇宙的距離上，科學家們看得越遠，它們對伽馬射線源的影響就越明顯，從而能夠對宇宙的恆星含量進行深入的探測。

這張整個天空的地圖顯示了739顆用於費米伽馬射線太空望遠鏡測量銀河系外背景光(EBL)的恆星的位置。背景顯示的是能量超過100億電子伏特的伽馬射線所呈現的天空，這些伽馬射線是由費米大區域望遠鏡歷時九年的觀測所得。

科學家稱到目前為止，他們已經檢測了739個火焰星系的伽馬射線信號。在2012年發表的費米EBL(費米EBL)早期分析中使用的開拓者數量是這個測量值的五倍，其中包括EBL如何隨時間推移而形成的新計算，揭示了大約100億年前恆星形成的峰值。而新的EBL測量還提供了重要的證據，證實了以前對恆星形成的估計，這些估計來自於分析深星系調查中許多單個來源的任務，比如哈勃太空望遠鏡。然而，這些類型的調查往往會遺漏較暗的恆星和星系，無法解釋星系間空間中恆星的形成。這些缺失的記錄必須在每次調查的分析中估計出來。

然而，EBL包含了來自所有光源的星光，並避免了這些問題。因此，費米的結果提供了獨立的證據，證明使用深星系測量的測量結果正確地解釋了它們的偏差。它還可以幫助指導來自詹姆斯韋伯太空望遠鏡(JWST)等任務的未來探索。

「韋伯的主要目標之一是揭開大爆炸後最初10億年發生的事情，」冰島大學天體物理學家卡里·赫爾加松說。「我們的工作為我們在最初的十億年——宇宙中尚未探索的一個時期——所能看到的恆星數量設定了新的重要限制，並為未來的研究提供了一個基準。」

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