Observarea nașterii primelor stele și galaxii a fost un obiectiv al astronomilor de zeci de ani. Acesta va explica evoluția Universului.
Universitatea din CambridgeEchipa lui a creat o tehnică care le va permite să vadă și să studieze primele stele prin norii de hidrogen care au acoperit Universul la aproximativ 378,000 de ani după Big Bang. Metodologia lor, parte a experimentului REACH (Radio Experiment for the Analysis of Cosmic Hydrogen), va îmbunătăți calitatea și fiabilitatea observațiilor de la radiotelescoape privind acest nou moment cheie în dezvoltarea Universului.
Dr. Eloy de Lera Acedo de la Laboratorul Cavendish din Cambridge, autorul principal al lucrării, a spus: „Pe vremea când s-au format primele stele, Universul era în mare parte gol și compus în mare parte din hidrogen și heliu. Din cauza gravitației, elementele s-au reunit în cele din urmă din cauza gravitației, iar condițiile au fost potrivite pentru fuziunea nucleară, care a format primele stele. Dar au fost înconjurați de nori de așa-numit hidrogen neutru, care absorb bine lumina, așa că este greu să detectezi sau să observi direct lumina din spatele norilor.”
„Rezultatul real ar necesita o nouă fizică pentru a-l explica datorită temperaturii gazului de hidrogen, care ar trebui să fie mult mai rece decât ar permite înțelegerea noastră actuală a Universului. Alternativ, o temperatură mai mare inexplicabilă a radiației de fond – de obicei considerată a fi bine-cunoscuta Fundal cosmic cu microunde – ar putea fi cauza.”
„Implicațiile ar fi uriașe dacă am putea confirma că semnalul găsit în acel experiment anterior provenea de la primele stele.”
Astronomii investighează linia de 21 de centimetri, o semnătură de radiație electromagnetică a hidrogenului din Universul timpuriu, pentru a cerceta această etapă a Evoluția universului, care este frecvent denumită Zorii cosmice. Ei caută un semnal radio care compară radiația de la hidrogen cu radiația din spatele ceții de hidrogen.
Tehnica creată de oameni de știință folosește statisticile bayesiene pentru a identifica un semnal cosmologic în prezența interferenței telescopului și a zgomotului general al cerului, permițând distingerea semnalelor. Pentru a face acest lucru, au fost necesare tehnici și tehnologii de ultimă generație din diferite domenii.
Ei au folosit simulări pentru a imita o observație reală folosind mai multe antene, ceea ce îmbunătățește fiabilitatea datelor - observațiile anterioare s-au bazat pe o singură antenă.
de Lera Acedo a spus: „Metoda noastră analizează împreună datele de la mai multe antene și pe o bandă de frecvență mai largă decât instrumentele actuale echivalente. Această abordare ne va oferi informațiile necesare pentru analiza datelor noastre bayesiene.”
„În esență, am uitat de strategiile tradiționale de proiectare și, în schimb, ne-am concentrat pe proiectarea unui telescop potrivit modului în care plănuim să analizăm datele – ceva de genul unui design invers. Acest lucru ne-ar putea ajuta să măsurăm lucrurile din Zorii Cosmic și până în epoca reionizării când hidrogen în Univers a fost reionizat.”
Construcția telescopului este în prezent în curs de finalizare la rezervația radio Karoo din Africa de Sud, locație aleasă pentru condițiile sale excelente pentru observarea radio a cerului. Este departe de interferența de frecvență radio creată de om, cum ar fi semnalele de televiziune și radio FM.
Profesorul de Villiers, co-lider al proiectului la Universitatea Stellenbosch din Africa de Sud, a spus: „Deși tehnologia antenei utilizată pentru acest instrument este destul de simplă, mediul dur și de la distanță de implementare și toleranțele stricte necesare în producție, fac din acesta un proiect foarte dificil de lucrat.”
El a adăugat: „Suntem extrem de încântați să vedem cât de bine va funcționa sistemul și avem deplină încredere că vom face această detectare evazivă.”
Referința jurnalului:
- E. de Lera Acedo și colab.: „Radiometrul REACH pentru detectarea semnalului de hidrogen de 21 cm de la deplasarea spre roșu z ≈ 7.5–28”. Natura Astronomie (iulie 2022). DOI: 10.1038/s41550-022-01709-9
