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Article Dans Une Revue Science Année : 2018

A gamma-ray determination of the Universe’s star formation history

S. Abdollahi , M. Ackermann , W.B. Atwood , L. Baldini , J. Ballet (1) , G. Barbiellini , D. Bastieri , J. Becerra Gonzalez , R. Bellazzini , E. Bissaldi , R.D. Blandford , E.D. Bloom , R. Bonino , E. Bottacini , S. Buson , J. Bregeon (2) , P. Bruel (3) , R. Buehler , R.A. Cameron , R. Caputo , P.A. Caraveo , E. Cavazzuti , E. Charles , S. Chen , C.C. Cheung , G. Chiaro , S. Ciprini , Johann Cohen-Tanugi (2) , L.R. Cominsky , J. Conrad , D. Costantin , S. Cutini , F. d'Ammando , F. de Palma , S.W. Digel , N. Di Lalla , M. Di Mauro , L. Di Venere , C. Favuzzi , S.J. Fegan (3) , A. Franckowiak , Y. Fukazawa , S. Funk , P. Fusco , G. Gallardo Romero , F. Gargano , D. Gasparrini , N. Giglietto , F. Giordano , M. Giroletti , D. Green , I.A. Grenier (1) , L. Guillemot (4, 5) , S. Guiriec , D.H. Hartmann , E. Hays , D. Horan (3) , G. Jóhannesson , D. Kocevski , M. Kuss , S. Larsson , L. Latronico , J. Li , F. Longo , F. Loparco , B. Lott (6) , M.N. Lovellette , P. Lubrano , G.M. Madejski , J.D. Magill , S. Maldera , A. Manfreda , L. Marcotulli , M.N. Mazziotta , J.E. Mcenery , M. Meyer , P.F. Michelson , T. Mizuno , M.E. Monzani , A. Morselli , I.V. Moskalenko , M. Negro , E. Nuss (2) , R. Ojha , N. Omodei , M. Orienti , E. Orlando , J.F. Ormes , M. Palatiello , D. Paneque , J.S. Perkins , M. Persic , M. Pesce-Rollins , V. Petrosian , F. Piron (2) , T.A. Porter , J.R. Primack , G. Principe , S. Rainò , R. Rando , M. Razzano , S. Razzaque , A. Reimer , O. Reimer , P.M. Saz Parkinson , C. Sgrò , E.J. Siskind , G. Spandre , P. Spinelli , D.J. Suson , H. Tajima , M. Takahashi , J.B. Thayer , L. Tibaldo (7) , D.F. Torres , E. Torresi , G. Tosti , A. Tramacere , E. Troja , J. Valverde (3) , G. Vianello , M. Vogel , K. Wood , G. Zaharijas
S. Abdollahi
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M. Ackermann
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W.B. Atwood
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L. Baldini
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G. Barbiellini
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D. Bastieri
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J. Becerra Gonzalez
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G. Zaharijas
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Résumé

The light emitted by all galaxies over the history of the Universe produces the extragalactic background light (EBL) at ultraviolet, optical, and infrared wavelengths. The EBL is a source of opacity for $\gamma$ rays via photon-photon interactions, leaving an imprint in the spectra of distant $\gamma$-ray sources. We measure this attenuation using {739} active galaxies and one gamma-ray burst detected by the {\it Fermi} Large Area Telescope. This allows us to reconstruct the evolution of the EBL and determine the star-formation history of the Universe over 90\% of cosmic time. Our star-formation history is consistent with independent measurements from galaxy surveys, peaking at redshift $z\sim2$. Upper limits of the EBL at the epoch of re-ionization suggest a turnover in the abundance of faint galaxies at $z\sim 6$.
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S. Abdollahi, M. Ackermann, W.B. Atwood, L. Baldini, J. Ballet, et al.. A gamma-ray determination of the Universe’s star formation history. Science, 2018, 362 (6418), pp.1031-1034. ⟨10.1126/science.aat8123⟩. ⟨hal-01991332⟩
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