Observar el nacimiento de las primeras estrellas y galaxias ha sido un objetivo de los astrónomos durante décadas. Explicará la evolución del Universo.
El Universidad de CambridgeEl equipo de ha creado una técnica que les permitirá ver y estudiar las primeras estrellas a través de las nubes de hidrógeno que cubrieron el Universo unos 378,000 años después del Big Bang. Su metodología, parte del experimento REACH (Radio Experiment for the Analysis of Cosmic Hydrogen), mejorará la calidad y la fiabilidad de las observaciones de los radiotelescopios que analizan este nuevo momento clave en el desarrollo del Universo.
El Dr. Eloy de Lera Acedo del Laboratorio Cavendish de Cambridge, el autor principal del artículo, dijo: “En el momento en que se formaron las primeras estrellas, el Universo estaba casi vacío y compuesto principalmente de hidrógeno y helio. Debido a la gravedad, los elementos finalmente se unieron debido a la gravedad, y las condiciones fueron adecuadas para la fusión nuclear, que formó las primeras estrellas. Pero estaban rodeados por nubes del llamado hidrógeno neutro, que absorben bien la luz, por lo que es difícil detectar u observar directamente la luz detrás de las nubes”.
“El resultado real requeriría una nueva física para explicarlo debido a la temperatura del gas de hidrógeno, que debería ser mucho más fría de lo que permitiría nuestra comprensión actual del Universo. Alternativamente, una temperatura más alta inexplicable de la radiación de fondo, que generalmente se supone que es la conocida Fondo Cósmico de Microondas – podría ser la causa.”
"Las implicaciones serían enormes si pudiéramos confirmar que la señal encontrada en ese experimento anterior provenía de las primeras estrellas".
Los astrónomos investigan la línea de 21 centímetros, una firma de radiación electromagnética del hidrógeno en el universo primitivo, para investigar esta etapa del la evolucion del universo, a la que frecuentemente se hace referencia como la Amanecer cósmico. Buscan una señal de radio que compare la radiación del hidrógeno con la radiación detrás de la niebla de hidrógeno.
La técnica creada por los científicos utiliza estadísticas bayesianas para identificar una señal cosmológica en presencia de interferencia del telescopio y ruido general del cielo, lo que permite distinguir las señales. Para ello se han requerido técnicas y tecnologías de última generación en diferentes campos.
Usaron simulaciones para imitar una observación real usando múltiples antenas, lo que mejora la confiabilidad de los datos; las observaciones anteriores se han basado en una sola antena.
de Lera Acedo dijo, “Nuestro método analiza conjuntamente los datos de múltiples antenas y en una banda de frecuencia más amplia que los instrumentos actuales equivalentes. Este enfoque nos dará la información necesaria para nuestro análisis de datos bayesianos”.
“En esencia, nos olvidamos de las estrategias de diseño tradicionales y, en cambio, nos enfocamos en diseñar un telescopio adecuado a la forma en que planeamos analizar los datos, algo así como un diseño inverso. Esto podría ayudarnos a medir las cosas desde el Amanecer Cósmico y hasta la época de reionización cuando hidrógeno existentes Universo fue reionizado.”
Actualmente se está finalizando la construcción del telescopio en la reserva de radio de Karoo en Sudáfrica, un lugar elegido por sus excelentes condiciones para las observaciones de radio del cielo. Está lejos de la interferencia de radiofrecuencia hecha por humanos, como la televisión y las señales de radio FM.
El profesor de Villiers, codirector del proyecto en la Universidad de Stellenbosch en Sudáfrica, dijo: “Aunque la tecnología de antena utilizada para este instrumento es bastante simple, el entorno de implementación remoto y severo, y las estrictas tolerancias requeridas en la fabricación, hacen que este proyecto sea un gran desafío para trabajar”.
Y agregó: “Estamos muy emocionados de ver qué tan bien funcionará el sistema y tenemos plena confianza en que haremos esa detección difícil de alcanzar”.
Referencia de la revista:
- E. de Lera Acedo et al .: 'El radiómetro REACH para detectar la señal de hidrógeno de 21 cm a partir del corrimiento al rojo z ≈ 7.5–28.' Naturaleza Astronomía (julio de 2022). DOI: 10.1038/s41550-022-01709-9
