Osservare la nascita delle prime stelle e galassie è un obiettivo degli astronomi da decenni. Spiegherà l'evoluzione dell'Universo.
I Università di CambridgeIl team ha creato una tecnica che consentirà loro di vedere e studiare le prime stelle attraverso le nubi di idrogeno che coprirono l'Universo circa 378,000 anni dopo il Big Bang. La loro metodologia, parte dell'esperimento REACH (Radio Experiment for the Analysis of Cosmic Hydrogen), migliorerà la qualità e l'affidabilità delle osservazioni dai radiotelescopi guardando a questo nuovo momento chiave nello sviluppo dell'Universo.
Il dottor Eloy de Lera Acedo del Cavendish Laboratory di Cambridge, l'autore principale del documento, ha dichiarato: "Al momento in cui si formarono le prime stelle, l'Universo era per lo più vuoto e composto principalmente da Idrogenazione ed elio. A causa della gravità, gli elementi alla fine si unirono a causa della gravità e le condizioni erano giuste per la fusione nucleare, che formò le prime stelle. Ma erano circondati da nuvole di cosiddetto idrogeno neutro, che assorbono bene la luce, quindi è difficile rilevare o osservare direttamente la luce dietro le nuvole”.
"Il risultato effettivo richiederebbe una nuova fisica per spiegarlo a causa della temperatura del gas idrogeno, che dovrebbe essere molto più fredda di quanto consentirebbe la nostra attuale comprensione dell'Universo. In alternativa, una temperatura più alta inspiegabile della radiazione di fondo, in genere considerata la ben nota Sfondo cosmico a microonde – potrebbe essere la causa.
"Le implicazioni sarebbero enormi se potessimo confermare che il segnale trovato in quell'esperimento precedente proveniva dalle prime stelle".
Gli astronomi studiano la linea di 21 centimetri, una firma di radiazione elettromagnetica dall'idrogeno nel Universo primordiale, per ricercare questa fase del L'evoluzione dell'universo, che è spesso indicato come il Alba Cosmica. Cercano un segnale radio che confronti la radiazione dell'idrogeno con la radiazione dietro la nebbia di idrogeno.
La tecnica creata dagli scienziati utilizza la statistica bayesiana per identificare un segnale cosmologico in presenza di interferenza del telescopio e rumore generale del cielo, consentendo di distinguere i segnali. Per fare ciò, sono state necessarie tecniche e tecnologie all'avanguardia in diversi campi.
Hanno utilizzato simulazioni per simulare un'osservazione reale utilizzando più antenne, il che migliora l'affidabilità dei dati: le osservazioni precedenti si basavano su un'unica antenna.
de Lera Acedo ha detto, “Il nostro metodo analizza congiuntamente i dati provenienti da più antenne e su una banda di frequenza più ampia rispetto agli strumenti attuali equivalenti. Questo approccio ci fornirà le informazioni necessarie per la nostra analisi dei dati bayesiana".
“In sostanza, ci siamo dimenticati delle strategie di progettazione tradizionali e ci siamo invece concentrati sulla progettazione di un telescopio adatto al modo in cui prevediamo di analizzare i dati, qualcosa come un progetto inverso. Questo potrebbe aiutarci a misurare le cose dall'Alba Cosmica e nell'epoca della reionizzazione quando Idrogenazione nel Universo è stato reionizzato”.
La costruzione del telescopio è attualmente in fase di completamento presso la riserva radiofonica di Karoo in Sud Africa, una località scelta per le sue eccellenti condizioni per le osservazioni radio del cielo. È lontano dalle interferenze di radiofrequenza create dall'uomo, come i segnali radiofonici e radiofonici FM.
Il professor de Villiers, co-responsabile del progetto presso l'Università di Stellenbosch in Sud Africa, ha dichiarato: "Sebbene la tecnologia dell'antenna utilizzata per questo strumento sia piuttosto semplice, l'ambiente di implementazione difficile e remoto e le rigide tolleranze richieste nella produzione, rendono questo progetto molto impegnativo su cui lavorare".
Ha aggiunto: "Siamo estremamente entusiasti di vedere come funzionerà il sistema e abbiamo piena fiducia che faremo quel rilevamento sfuggente".
Riferimento della Gazzetta:
- E. de Lera Acedo et al.: "Il radiometro REACH per rilevare il segnale di idrogeno di 21 cm dal redshift z ≈ 7.5–28." Astronomia naturale (luglio 2022). DOI: 10.1038/s41550-022-01709-9
