İlk yıldızların ve galaksilerin doğuşunu gözlemlemek onlarca yıldır gökbilimcilerin hedefi olmuştur. Evrenin evrimini açıklayacak.
The University of Cambridgeekibi, Büyük Patlama'dan yaklaşık 378,000 yıl sonra Evreni kaplayan hidrojen bulutları arasından ilk yıldızları görüp incelemelerini sağlayacak bir teknik geliştirdi. REACH (Kozmik Hidrojenin Analizi için Radyo Deneyi) deneyinin bir parçası olan metodolojileri, Evrenin gelişimindeki bu yeni anahtar zamana bakarak radyo teleskoplarından yapılan gözlemlerin kalitesini ve güvenilirliğini artıracak.
Makalenin baş yazarı Cambridge Cavendish Laboratuvarı'ndan Dr. Eloy de Lera Acedo şunları söyledi: “İlk yıldızların oluştuğu dönemde Evren çoğunlukla boştu ve çoğunlukla yıldızlardan oluşuyordu. hidrojen ve helyum. Yer çekimi nedeniyle elementler sonunda bir araya geldi ve ilk yıldızları oluşturan nükleer füzyon için koşullar uygun hale geldi. Ancak bunlar, ışığı iyi emen nötr hidrojen adı verilen bulutlarla çevrelenmişti, bu nedenle bulutların arkasındaki ışığı doğrudan tespit etmek veya gözlemlemek zor."
"Gerçek sonuç, hidrojen gazının sıcaklığı nedeniyle bunu açıklamak için yeni fizik gerektirecektir; bu, şu anki Evren anlayışımızın izin verdiğinden çok daha soğuk olmalıdır. Alternatif olarak, arka plan radyasyonunun açıklanamayan daha yüksek sıcaklığı (tipik olarak iyi bilinen bir durum olduğu varsayılır). Kozmik Mikrodalga Arka Plan – nedeni bu olabilir.”
"Daha önceki deneyde bulunan sinyalin ilk yıldızlardan geldiğini doğrulayabilirsek bunun sonuçları çok büyük olur."
Gökbilimciler, hidrojenden gelen elektromanyetik radyasyon imzası olan 21 santimetrelik çizgiyi araştırıyor erken EvrenBu aşamayı araştırmak için Evrenin evrimisıklıkla şu şekilde anılır: Kozmik Şafak. Hidrojenden gelen radyasyonu hidrojen sisinin arkasındaki radyasyonla karşılaştıran bir radyo sinyali arıyorlar.
Bilim insanları tarafından oluşturulan teknik, Bayes istatistiklerini kullanarak teleskop müdahalesi ve genel gökyüzü gürültüsü varlığında kozmolojik bir sinyali tanımlayarak sinyallerin ayırt edilmesini sağlıyor. Bunun için farklı alanlardan en ileri teknik ve teknolojilere ihtiyaç duyulmuştur.
Birden fazla anten kullanarak gerçek bir gözlemi taklit etmek için simülasyonlar kullandılar, bu da verilerin güvenilirliğini artırdı; daha önceki gözlemler tek bir antene dayanıyordu.
de Lera Acedo şunları söyledi: "Metodumuz, birden fazla antenden ve eşdeğer akım enstrümanlarından daha geniş bir frekans bandından gelen verileri ortaklaşa analiz ediyor. Bu yaklaşım bize Bayesian veri analizimiz için gerekli bilgileri verecektir."
"Aslında, geleneksel tasarım stratejilerini unuttuk ve bunun yerine verileri analiz etmeyi planladığımız yola uygun bir teleskop tasarlamaya odaklandık; ters tasarım gibi bir şey. Bu, Kozmik Şafaktan yeniden iyonlaşma çağına kadar olan şeyleri ölçmemize yardımcı olabilir. hidrojen içinde Evren yeniden iyonize edildi.”
Teleskopun inşası şu anda Güney Afrika'daki Karoo radyo rezervinde tamamlanıyor; burası, gökyüzünün radyo gözlemleri için mükemmel koşulları nedeniyle seçilmiş bir yer. Televizyon ve FM radyo sinyalleri gibi insan yapımı radyo frekansı girişimlerinden uzaktır.
Güney Afrika'daki Stellenbosch Üniversitesi'ndeki projenin eşbaşkanlarından Profesör de Villiers şunları söyledi: "Bu cihaz için kullanılan anten teknolojisi oldukça basit olmasına rağmen, zorlu ve uzak dağıtım ortamı ve üretimde gereken katı toleranslar, bu proje üzerinde çalışmayı çok zorlu hale getiriyor."
Diye ekledi: "Sistemin ne kadar iyi performans göstereceğini görmek bizi son derece heyecanlandırıyor ve bu yakalanması zor tespitin yapılabileceğine tam olarak güveniyoruz."
Dergi Referans:
- E. de Lera Acedo ve diğerleri: 'Kırmızıya kayma z ≈ 21–7.5'den 28 cm'lik hidrojen sinyalini tespit etmek için REACH radyometresi.' Doğa Astronomisi (Temmuz 2022). DOI: 10.1038/s41550-022-01709-9
