最初の星や銀河の誕生を観察することは、何十年にもわたって天文学者の目標でした。 宇宙の進化について説明します。
ケンブリッジ大学のチームは、ビッグバンから約378,000、XNUMX年後に宇宙を覆った水素雲を通して最初の星を見て研究できるようにする技術を作成しました。 REACH（宇宙水素分析のための無線実験）実験の一部である彼らの方法論は、宇宙の発展におけるこの新しい重要な時期を見ている電波望遠鏡からの観測の質と信頼性を改善するでしょう。
論文の筆頭著者であるケンブリッジのキャベンディッシュ研究所のEloydeLera Acedo博士は、次のように述べています。 「最初の星が形成されたとき、宇宙はほとんど空で、ほとんどが 水素化 とヘリウム。 重力のせいで、最終的には重力のせいで元素が集まって、最初の星を形成した核融合の条件が整った。 しかし、それらはいわゆる中性水素の雲に囲まれており、光をよく吸収するため、雲の後ろの光を直接検出または観察することは困難です。」
「実際の結果は、水素ガスの温度のためにそれを説明するために新しい物理学を必要とします。それは宇宙の現在の理解が許すよりはるかに涼しいはずです。 あるいは、説明のつかない高温のバックグラウンド放射–通常はよく知られていると考えられています 宇宙マイクロ波背景放射 –原因である可能性があります。」
「以前の実験で見つかった信号が最初の星からのものであることが確認できれば、その影響は非常に大きくなります。」
天文学者は21センチ線を調査します。これは、水素からの電磁放射の特徴です。 初期の宇宙、この段階を調査する 宇宙の進化、これはしばしば 宇宙の夜明け。 彼らは、水素からの放射を水素霧の背後にある放射と比較する無線信号を探します。
科学者によって作成された技術は、ベイズ統計を使用して、望遠鏡の干渉と一般的な空のノイズの存在下で宇宙信号を識別し、信号を区別できるようにします。 これを行うには、さまざまな分野の最先端の技術と技術が必要とされてきました。
彼らはシミュレーションを使用して、複数のアンテナを使用した実際の観測を模倣しました。これにより、データの信頼性が向上します。以前の観測は、単一のアンテナに依存していました。
デレラアセドは言った、 「私たちの方法は、複数のアンテナからのデータを、同等の現在の機器よりも広い周波数帯域にわたって共同で分析します。 このアプローチにより、ベイズデータ分析に必要な情報が得られます。」
「本質的に、私たちは従来の設計戦略を忘れ、代わりに、データの分析を計画する方法に適した望遠鏡の設計に焦点を合わせました。これは、逆設計のようなものです。 これは、宇宙の夜明けから再電離の時代に至るまでのことを測定するのに役立つ可能性があります。 水素化 セクションに 宇宙 再イオン化されました。」
望遠鏡の建設は現在、南アフリカのカルー電波保護区で完成しています。この場所は、空の電波観測に最適な条件で選ばれています。 テレビやFMラジオ信号などの人為的な無線周波数干渉からはほど遠いです。
南アフリカのステレンボッシュ大学のプロジェクトの共同リーダーであるdeVilliers教授は、次のように述べています。 「この機器に使用されているアンテナ技術はかなり単純ですが、過酷で遠隔の展開環境、および製造に必要な厳しい公差により、これは非常に困難なプロジェクトです。」
彼が追加した： 「私たちは、システムがどれだけうまく機能するかを見て非常に興奮しており、そのとらえどころのない検出を行うことを完全に確信しています。」
ジャーナルリファレンス：
- E. de Lera Acedo et al .:'赤方偏移z≈21–7.5からの28cm水素信号を検出するためのREACH放射計。' 自然天文学 （2022年XNUMX月）。 DOI： 10.1038/s41550-022-01709-9
