Az első csillagok és galaxisok születésének megfigyelése évtizedek óta a csillagászok célja. Ez megmagyarázza az Univerzum fejlődését.
A University of Cambridgecsapata kidolgozott egy technikát, amely lehetővé teszi számukra, hogy meglássák és tanulmányozzák az első csillagokat az Univerzumot mintegy 378,000 XNUMX évvel az Ősrobbanás után borító hidrogénfelhőkön keresztül. A REACH (Radio Experiment for the Analysis of Cosmic Hydrogen) módszertanuk javítani fogja a rádióteleszkópokból származó megfigyelések minőségét és megbízhatóságát, az Univerzum fejlődésének ezen új kulcsfontosságú idejét tekintve.
Dr. Eloy de Lera Acedo, a cambridge-i Cavendish Laboratory munkatársa, a lap vezető szerzője elmondta: „Abban az időben, amikor az első csillagok kialakultak, az Univerzum nagyrészt üres volt, és nagyrészt abból állt hidrogén és hélium. A gravitáció miatt az elemek végül a gravitáció miatt jöttek össze, és a körülmények megfelelőek voltak az atomfúzióhoz, amelyből az első csillagok keletkeztek. De az úgynevezett semleges hidrogénfelhők vették körül őket, amelyek jól elnyelik a fényt, így nehéz közvetlenül a felhők mögött észlelni vagy megfigyelni a fényt.
„A tényleges eredményhez új fizikát kellene megmagyarázni a hidrogéngáz hőmérséklete miatt, amelynek sokkal hidegebbnek kell lennie, mint amennyit az Univerzumról alkotott jelenlegi felfogásunk megenged. Alternatív megoldásként a háttérsugárzás megmagyarázhatatlanul magasabb hőmérséklete – amelyet általában jól ismertnek feltételeznek. Kozmikus mikrohullámú háttér – lehet az oka.”
"A következmények óriásiak lennének, ha meg tudjuk erősíteni, hogy a korábbi kísérletben talált jel az első csillagoktól származik."
A csillagászok a 21 centiméteres vonalat vizsgálják, amely a hidrogénből származó elektromágneses sugárzás jele. korai Univerzum, hogy kutassuk a Az Univerzum evolúciója, amelyet gyakran úgy emlegetnek, mint a Kozmikus hajnal. Olyan rádiójelet keresnek, amely összehasonlítja a hidrogén sugárzását a hidrogénköd mögötti sugárzással.
A tudósok által kidolgozott technika Bayes-statisztikát használ a kozmológiai jel azonosítására teleszkóp-interferencia és általános égbolt zaj jelenlétében, lehetővé téve a jelek megkülönböztetését. Ehhez a legkorszerűbb technikákra és technológiákra volt szükség a különböző területekről.
Szimulációkat alkalmaztak egy valós megfigyelés utánzására több antennával, ami javítja az adatok megbízhatóságát – a korábbi megfigyelések egyetlen antennán alapultak.
de Lera Acedo azt mondta: „Módszerünk több antennáról és szélesebb frekvenciasávon elemzi az adatokat, mint az egyenértékű jelenlegi műszerek. Ez a megközelítés megadja a szükséges információkat a Bayes-féle adatelemzésünkhöz.”
„Lényegében megfeledkeztünk a hagyományos tervezési stratégiákról, és ehelyett egy olyan teleszkóp tervezésére összpontosítottunk, amely megfelel az adatok elemzésének terveink szerint – valami inverz tervezés. Ez segíthet mérni a dolgokat a kozmikus hajnaltól kezdve a reionizáció korszakáig hidrogén a Világegyetem reionizálták.”
A teleszkóp felépítése jelenleg a dél-afrikai Karoo rádiórezervátumban zajlik, amelyet az égbolt rádiós megfigyelésének kiváló feltételei miatt választottak ki. Távol áll az ember által okozott rádiófrekvenciás interferenciától, mint például a televízió- és FM-rádiójelek.
De Villiers professzor, a dél-afrikai Stellenboschi Egyetem projekt társvezetője elmondta: "Bár az ehhez a műszerhez használt antennatechnológia meglehetősen egyszerű, a zord és távoli telepítési környezet, valamint a gyártás során megkövetelt szigorú tűréshatárok miatt ez a projekt igen nagy kihívást jelent."
Hozzátette: „Rendkívül izgatottak vagyunk, hogy látjuk, milyen jól fog működni a rendszer, és teljes bizalommal meg fogjuk valósítani ezt a megfoghatatlan észlelést.”
Journal Reference:
- E. de Lera Acedo és munkatársai: „A REACH radiométer a 21 cm-es hidrogénjel detektálására z ≈ 7.5–28 vöröseltolódásból.” Természet csillagászat (2022. július). DOI: 10.1038/s41550-022-01709-9
