최초의 별과 은하의 탄생을 관찰하는 것은 수십 년 동안 천문학자들의 목표였습니다. 그것은 우주의 진화를 설명할 것이다.
XNUMXD덴탈의 캠브리지 대학연구팀은 빅뱅 이후 약 378,000년 후에 우주를 뒤덮은 수소 구름을 통해 최초의 별을 보고 연구할 수 있는 기술을 개발했습니다. REACH(우주 수소 분석을 위한 전파 실험) 실험의 일부인 그들의 방법론은 우주 발전의 이 새로운 핵심 시기를 관찰하는 전파 망원경 관측의 품질과 신뢰성을 향상시킬 것입니다.
논문의 주요 저자인 케임브리지 캐번디시 연구소의 Eloy de Lera Acedo 박사는 다음과 같이 말했습니다. “첫 번째 별이 형성될 당시 우주는 대부분 비어 있었고 대부분은 다음과 같은 물질로 구성되어 있었습니다. 수소 그리고 헬륨. 중력으로 인해 원소들은 결국 중력으로 인해 모이게 되었고, 최초의 별을 형성한 핵융합에 적합한 조건이 조성되었습니다. 하지만 그들은 빛을 잘 흡수하는 소위 중성수소 구름으로 둘러싸여 있었기 때문에 구름 뒤의 빛을 직접 감지하거나 관찰하기는 어렵습니다.”
“실제 결과를 설명하려면 수소 가스의 온도로 인해 이를 설명하는 새로운 물리학이 필요하며, 이는 현재 우주에 대한 우리의 이해가 허용하는 것보다 훨씬 더 낮아야 합니다. 대안으로, 배경 복사의 설명할 수 없는 더 높은 온도는 일반적으로 잘 알려진 것으로 가정됩니다. 우주 전자 레인지 배경 - 원인일 수도 있겠네요.”
"이전 실험에서 발견된 신호가 첫 번째 별에서 나온 신호라는 것을 확인할 수 있다면 그 의미는 엄청날 것입니다."
천문학자들은 수소의 전자기 복사 신호인 21센티미터 선을 조사합니다. 초기 우주, 이 단계를 연구하기 위해 우주의 진화, 흔히 이라고 불린다. 우주 새벽. 그들은 수소에서 나오는 방사선과 수소 안개 뒤에 있는 방사선을 비교하는 무선 신호를 찾습니다.
과학자들이 개발한 기술은 베이지안 통계를 사용하여 망원경 간섭 및 일반적인 하늘 소음이 있는 상태에서 우주 신호를 식별하여 신호를 구별할 수 있도록 합니다. 이를 위해서는 최첨단 기술과 다양한 분야의 기술이 필요했습니다.
그들은 여러 안테나를 사용하여 실제 관측을 모방하기 위해 시뮬레이션을 사용했으며, 이는 데이터의 신뢰성을 향상시켰습니다. 이전 관측은 단일 안테나에 의존했습니다.
드 레라 아세도가 말했습니다. “우리의 방법은 현재의 동등한 장비보다 더 넓은 주파수 대역에서 여러 안테나의 데이터를 공동으로 분석합니다. 이 접근 방식은 베이지안 데이터 분석에 필요한 정보를 제공할 것입니다.”
“본질적으로 우리는 전통적인 설계 전략을 잊어버리고 대신 역설계와 같이 데이터 분석 계획에 적합한 망원경을 설계하는 데 중점을 두었습니다. 이는 우주의 새벽부터 재이온화 시대까지의 현상을 측정하는 데 도움이 될 수 있습니다. 수소 FBI 증오 범죄 보고서 우주 재이온화됐다.”
망원경의 건설은 현재 하늘의 전파 관측을 위한 우수한 조건으로 선택된 장소인 남아프리카의 카루 전파 보호 구역에서 마무리되고 있습니다. 텔레비전 및 FM 라디오 신호와 같은 인간이 만든 무선 주파수 간섭과는 거리가 멀습니다.
남아프리카공화국 Stellenbosch 대학의 프로젝트 공동 책임자인 de Villiers 교수는 다음과 같이 말했습니다. "이 장비에 사용된 안테나 기술은 다소 단순하지만 가혹한 원격 배포 환경과 제조에 필요한 엄격한 허용 오차로 인해 이 프로젝트를 진행하기가 매우 어렵습니다."
그는 덧붙였다 : "우리는 시스템이 얼마나 잘 작동하는지 확인하게 되어 매우 기쁩니다. 그리고 우리가 파악하기 어려운 탐지를 수행할 것이라는 완전한 확신을 갖고 있습니다."
저널 참조 :
- E. de Lera Acedo 등: '적색편이 z ≒ 21–7.5에서 28cm 수소 신호를 감지하기 위한 REACH 복사계.' 자연 천문학 (2022년 XNUMX월). DOI: 10.1038/s41550-022-01709-9
