Астрономы на пороге обнаружения света от самых первых звезд во Вселенной

Астрономы на пороге обнаружения света от самых первых звезд во Вселенной

Команда ученых, работающих с радиотелескопом Murchison Widefield Array (WMA), пытается найти сигнал от первых звезд Вселенной. Эти первые звезды образовались после темных веков Вселенной. Чтобы найти свой первый свет, исследователи ищут сигнал от нейтрального водорода, газа, который доминировал во Вселенной после темных веков.

Потребовалось время, чтобы сформировались первые звезды. После Большого взрыва Вселенная была чрезвычайно горячей; слишком горячей для образования атомов. Без атомов не может быть звезд. Лишь через 377 000 лет после Большого взрыва Вселенная расширилась и охладилась настолько, чтобы атомы могли образовать, в основном, нейтральный водород с небольшим количеством гелия. (И следами лития.) После этого самые ранние звезды начали формироваться, в эпоху реионизации.

Чтобы найти неуловимый сигнал от этого нейтрального водорода, MWA был перенастроен. MWA находится в Западной Австралии,  у него было 2048 радиоантенн, расположенных в 128 «ячейках», когда он начал работу в 2013 году. Чтобы охотиться за неуловимым сигналом нейтрального водорода, количество ячеек было удвоено до 256, и весь массив был перестроен. Все данные с приемников поступают в суперкомпьютер, который называется Correlator.

В новой статье, которая будет опубликована в Astrophysical Journal, представлены результаты первого анализа данных из вновь сконфигурированного массива. Статья называется «Результаты энергетического спектра EoR фазы II первого сезона MWA на Redshift 7». Ведущий исследователь — Веньян Ли, аспирант Университета Брауна.

Это исследование было направлено на поиск сигнала от нейтрального водорода.

Схема эволюции Вселенной от Большого взрыва до современности с двумя эпохами реионизации. NASA, ESA, and A. Feild (STScI).

Мы знаем, что после темных веков началась эпоха реионизации. Именно тогда образование атомов привело к появлению первых структур во Вселенной, таких как звезды, карликовые галактики и квазары. Когда эти объекты сформировались, их свет распространился по Вселенной, повторно ионизуя нейтральный водород. После этого нейтральный водород исчез из межзвездного пространства.

Ученые хотят знать, как изменился нейтральный водород, когда темные века сменились эпохой реионизации. Первые звезды, которые сформировались во Вселенной, были строительными блоками структуры, которую мы видим сегодня, и чтобы понять их, ученым нужно найти сигнал от этого раннего нейтрального водорода.

Но это не легко. Сигнал слабый, и для его обнаружения требуются чрезвычайно чувствительные детекторы. Хотя нейтральный водород первоначально испускал свое излучение на длине волны 21 см, сигнал был растянут из-за расширения Вселенной. Сейчас он около 2 метров. Этот 2-метровый сигнал теперь легко теряется среди множества подобных сигналов, как естественных, так и техногенных. Вот почему MWA находится в отдаленной Австралии, чтобы изолировать его от как можно большего количества радиопомех.

logo

Автор публикации

не в сети 3 часа

Виктория Ветрова

19
Космос полон тайн...
Комментарии: 4Публикации: 2746Регистрация: 14-12-2012