«Знахідка» тисячоліття: астрономи на порозі виявлення світла від найперших зірок Всесвіту
Команда вчених за допомогою радіотелескопа Murchison Widefield Array (WMA) намагаються знайти сигнал від перших зірок Всесвіту. Ці перші зірки утворилися після темних віків Всесвіту. Щоб знайти «перше світло», дослідники шукають сигнал від нейтрального водню, газу, який домінував у Всесвіті після темних віків.
Потрібен був час, щоб сформувалися перші зірки. Після Великого вибуху Всесвіт був надзвичайно гарячим для створення атомів, а без атомів не може бути зірок. Лише через 377 000 років після Великого вибуху Всесвіт розширився і охолол настільки, щоб атоми могли утворити, в основному, нейтральний водень з невеликою кількістю гелію (і слідами літію.) Після цього найперші зірки почали формуватися, в епоху реіонізації.
Щоб знайти невловимий сигнал від цього нейтрального водню, MWA був перенастроєний. MWA знаходиться в Західній Австралії, і, коли він почав роботу в 2013 році, то мав лише 2048 радіоантен, розташованих в 128 «осередках». Щоб «вполювати» невловимий сигнал нейтрального водню, кількість осередків було подвоєно до 256, і весь масив був перебудований. Всі дані з приймачів наразі знаходяться в суперкомп'ютері, який називається Correlator.
У новій статті, яка буде опублікована в Astrophysical Journal, представлені результати першого аналізу даних. Стаття називається «Результати енергетичного спектра EoR фази II першого сезону MWA на Redshift 7», повідомляють на сайті Cornell University. Провідний дослідник – Веньян Лі, аспірант Університету Брауна.
Це дослідження було спрямоване на пошук сигналу від нейтрального водню.
Ми знаємо, що після темних віків почалася епоха реіонізації. Саме тоді створення атомів призвело до появи перших структур у Всесвіті, таких як зірки, карликові галактики і квазари. Коли ці об'єкти сформувалися, їх світло поширився по Всесвіту, повторно іонізуючи нейтральний водень. Після цього нейтральний водень зник з міжзоряного простору.
Вчені хочуть знати, як змінився нейтральний водень, коли темні століття змінилися епохою реіонізації. Перші зірки, які сформувалися у Всесвіті, були будівельними блоками структури, яку ми бачимо сьогодні, і щоб зрозуміти їх, вченим потрібно знайти сигнал від цього раннього нейтрального водню.
Але це не легко. Сигнал є слабким, і для його виявлення потрібні надзвичайно чутливі детектори. Хоча нейтральний водень спочатку випускав своє випромінювання на довжині хвилі 21 см, сигнал був розтягнутий через розширення Всесвіту. Зараз він близько 2 метрів. Цей 2-метровий сигнал тепер легко губиться серед безлічі подібних сигналів, як природних, так і техногенних. Саме тому MWA знаходиться у віддаленій Австралії, щоб ізолювати його від якомога більшої кількості радіоперешкод.