Первый взгляд радиотелескопа HERA на рассвет Вселенной
Исследователи получили представление об истории возникновения Вселенной, используя данные, собранные во время первого этапа строительства радиотелескопа HERA в Южной Африке. В этот период, известный как возрождение, образовались первые звезды и сформировались первые галактики, и с помощью предшественника SKA, HERA, можно раскрыть секреты Вселенной 13 миллиардов лет назад.
Содержание статьи:
Что произошло на заре Вселенной? Что послужило причиной великого взрыва? Как образовались первые звезды? Сколько времени потребовалось галактикам, чтобы сформироваться? Уверены ли мы, что наши предсказания о ранней Вселенной могут объяснить взаимодействие между первыми фотонами света и родившимися частицами? Ответов так же много, как и новых вопросов. Благодаря новым данным о водородном возрасте массива Лионизации ученые из Массачусетского технологического института могут пролить свет на некоторые из наиболее актуальных вопросов.
Расположенная в Астрономическом центре в Кале, Южная Африка, Гера сканирует небо в поисках первых признаков образования звезд и кластеров в галактиках. Такие ученые, как Жаклин Хьюгитт и Джулиус А. Страттон из Массачусетского технологического института, стремились понять, что произошло в течение 400 миллионов лет после Большого взрыва, известного как рассвет Вселенной.
На начальных этапах строительства радиотелескопа, которые длились в общей сложности четыре года, данные о молодой Вселенной собирались и анализировались с помощью радиосигналов. С осени 2021 года исследователи из международного сотрудничества, работающие над проектом HEA, пытаются восстановить то, о чем им рассказали полученные результаты. В исследовании, опубликованном в Astrophysical Journal, они представили новые данные о сигнатурах космического водорода в ранней Вселенной.
Читайте также: Самые первые звезды во Вселенной, обнаружены благодаря телескопу Джеймса Уэбба
12 июля все дыхание перехватило в предвкушении первого изображения, полученного с космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST); более двух месяцев спустя..
Низкочастотные радиоволны: сигналы из ранней Вселенной
Чтобы получить доступ к сигналам из ранней Вселенной, Hera использует низкочастотные радиоволны. Это достигается благодаря сложным наблюдениям. В отличие от космического телескопа Хаббл, который наблюдает 5% материи, наблюдаемой во Вселенной в видимом свете, Hera способна изучить остальные 95% сигналов. Он исходит из спокойной Вселенной, которая может предоставить историю формирования и эволюции галактик.
Исследователи HERA ищут спектральную линию 21 см в радиодиапазоне, соответствующую длине волны нейтрального газообразного водорода. Этот тип сигнала возникает в результате поглощения или излучения водорода в межгалактической среде (межгалактической среде). Его называют «спиновым сигналом», и он возникает в периоды реионизации. Это эпоха реионизации нейтрального водорода в ранней Вселенной, позволяющая свету проникнуть внутрь и наблюдать первые объекты.
Линия в 21 см от рассвета Вселенной в итоге не была идентифицирована. Однако новые результаты HERA предоставляют данные, в десять раз более чувствительные, чем предыдущие, о природе сигнала, полученного, когда возраст Вселенной составлял 500 миллионов лет.
HERA дает представление о периоде до появления первых звезд
Результаты HERA позволили исследователям предоставить доказательства, которые исключают несколько возможных теорий возникновения галактик. В частности, данные показывают, что в период реионизации, до появления первых звезд, должен был существовать механизм нагрева водорода в космосе. Это позволяет предположить, что в более поздних галактиках должна была существовать черная дыра.
Финансирование от Фонда Гордона и Бетти Мур и Национального научного фонда HEA позволит телескопу принимать низкочастотные радиоволны и проникнуть дальше в прошлое пространство благодаря 350 антеннам и новой конструкции антенны.
Хьюитт, руководитель проекта «Гера», работает над вопросом о том, когда образовались первые звезды, с 2004 года. Он руководит созданием прототипов новых низкочастотных компонентов и разрабатывает новые методы анализа текущих и будущих наборов данных. В ближайшее время будет установлена антенна новой конструкции, разработанная в Кембриджском университете, которая значительно расширит диапазон принимаемой информации.
Господин Хьюитт утверждает, что Расширение диапазона до более низких частот имеет важное значение, поскольку история создала устройства возрастом 13 миллиардов лет».
