Observer la naissance des premières étoiles et galaxies est un objectif des astronomes depuis des décennies. Il expliquera l'évolution de l'Univers.
La l'Université de CambridgeL'équipe de a mis au point une technique qui leur permettra de voir et d'étudier les premières étoiles à travers les nuages d'hydrogène qui ont recouvert l'Univers quelque 378,000 XNUMX ans après le Big Bang. Leur méthodologie, intégrée à l'expérience REACH (Radio Experiment for the Analysis of Cosmic Hydrogen), permettra d'améliorer la qualité et la fiabilité des observations des radiotélescopes sur cette nouvelle période clé du développement de l'Univers.
Le Dr Eloy de Lera Acedo du laboratoire Cavendish de Cambridge, l'auteur principal de l'article, a déclaré : "A l'époque où les premières étoiles se sont formées, l'Univers était principalement vide et composé principalement de Hydrogénation et l'hélium. À cause de la gravité, les éléments se sont finalement réunis à cause de la gravité, et les conditions étaient réunies pour la fusion nucléaire, qui a formé les premières étoiles. Mais ils étaient entourés de nuages d'hydrogène dit neutre, qui absorbent bien la lumière, il est donc difficile de détecter ou d'observer directement la lumière derrière les nuages.
"Le résultat réel nécessiterait une nouvelle physique pour l'expliquer en raison de la température de l'hydrogène gazeux, qui devrait être beaucoup plus froide que ne le permettrait notre compréhension actuelle de l'Univers. Alternativement, une température plus élevée inexpliquée du rayonnement de fond - généralement supposée être la température bien connue Fond de micro-ondes cosmique – pourrait en être la cause.
"Les implications seraient énormes si nous pouvions confirmer que le signal trouvé dans cette expérience antérieure provenait des premières étoiles."
Les astronomes étudient la ligne de 21 centimètres, une signature de rayonnement électromagnétique de l'hydrogène dans le Univers primitif, pour rechercher cette étape de la L'évolution de l'univers, qui est fréquemment appelé le L'aube cosmique. Ils recherchent un signal radio qui compare le rayonnement de l'hydrogène au rayonnement derrière le brouillard d'hydrogène.
La technique créée par les scientifiques utilise les statistiques bayésiennes pour identifier un signal cosmologique en présence d'interférences de télescope et de bruit général du ciel, permettant de distinguer les signaux. Pour ce faire, des techniques et des technologies de pointe provenant de différents domaines ont été nécessaires.
Ils ont utilisé des simulations pour imiter une observation réelle à l'aide de plusieurs antennes, ce qui améliore la fiabilité des données - les observations antérieures reposaient sur une seule antenne.
de Lera Acedo a dit, « Notre méthode analyse conjointement les données de plusieurs antennes et sur une bande de fréquences plus large que les instruments actuels équivalents. Cette approche nous fournira les informations nécessaires à notre analyse bayésienne des données.
"Essentiellement, nous avons oublié les stratégies de conception traditionnelles et nous nous sommes plutôt concentrés sur la conception d'un télescope adapté à la façon dont nous prévoyons d'analyser les données - quelque chose comme une conception inverse. Cela pourrait nous aider à mesurer les choses depuis l'Aube Cosmique jusqu'à l'époque de la réionisation quand Hydrogénation dans l' Univers a été réionisé.
La construction du télescope est actuellement en cours de finalisation dans la réserve radio de Karoo en Afrique du Sud, un emplacement choisi pour ses excellentes conditions d'observation radio du ciel. Il est loin des interférences de radiofréquence d'origine humaine, telles que les signaux de télévision et de radio FM.
Le professeur de Villiers, co-responsable du projet à l'Université de Stellenbosch en Afrique du Sud, a déclaré : "Bien que la technologie d'antenne utilisée pour cet instrument soit plutôt simple, l'environnement de déploiement difficile et distant et les tolérances strictes requises dans la fabrication en font un projet très difficile à travailler."
Il a ajouté: "Nous sommes extrêmement enthousiastes à l'idée de voir à quel point le système fonctionnera et sommes pleinement convaincus que nous ferons cette détection insaisissable."
Journal de référence:
- E. de Lera Acedo et al. : "Le radiomètre REACH pour détecter le signal d'hydrogène à 21 cm à partir du décalage vers le rouge z ≈ 7.5–28." Nature Astronomie (juillet 2022). EST CE QUE JE: 10.1038/s41550-022-01709-9
