Az univerzum nem mindig volt ilyen jól megvilágított hely. Megvan a saját sötét korjai, még azelőtt, hogy a csillagok és galaxisok kialakultak. A probléma az, hogy ebben az időszakban nincs látható fény az Univerzumon.
Most egy csillagászcsoport, Dr. Benjamin McKinley vezetésével, a Rádiócsillagászati Kutatóközpont (ICRAR) és a Curtin Egyetem vezetésével, a Hold segítségével segíti ezeket a titkokat.
Az univerzumnak megvan a saját történelmi ütemterve, és az új kutatás megértéséhez meg kell nézni ezt az idővonalat. Miután a nagy robbanás elindult, körülbelül 377 000 év telt el, ahol nem sok történt. Még egyetlen csillag sem alakult ki, és túl forró volt a fotonok utazásához. Az idő első darabjának könnyen megjegyezhető neve „Early Universe”.
Körülbelül a 377 000 éves korban az Univerzum eléggé lehűlt, hogy átlátszóvá váljon. Abban az időben az Univerzumot energetikai hidrogénatomok uralták. Miközben lehűltek, a hidrogén felszabadította a fotonokat. Az ebből származó fotonok kozmikus mikrohullámú háttérként (CMB) ismertek. A CMB olyan, mint egy pillanat nagy villanása, a kozmosz hátterére nyomva.
A 377 000 éves jelölés kezdte a sötét korokat, és mintegy 1 milliárd éves jelig folytatódott. Sötét koroknak hívják, mert nem voltak csillagok, és természetesen nincs csillagfény. Volt a CMB fénye, de ez nem mondja el nekünk, mit kell tudnunk. Szerencsére azt a hidrogént, amely lehűlt és a CMB-t a csillagászoknak hagyta tanulmányozni, még nem tették meg. Ezek a hidrogének most semlegesek voltak, de továbbra is felszabadították az alkalmi fotont, és ezeket a fotonokat a semleges hidrogén 21 cm-es spinvonalának nevezik. Pfuj! Levegőt venni.
Ami elvezet minket az új tanulmányhoz. Sok kutatás zajlik e semleges hidrogénről, mert ez a legígéretesebb út az univerzum korai napjainak tanulmányozására. A probléma az, hogy a jel nagyon gyenge, és az előtér más fényes asztrofizikai tárgyai árnyékolják. A méréshez használt eszközök szisztematikus hatásokat vezetnek be, amelyeket csökkenteni kell. És erről szól ez a tanulmány.
A szerzők rámutatnak, hogy ez az első a kutatási cikk sorozatában. A Hold és a Tejút visszatükröződésének használata a 21 cm-es tapintásához szükséges finoman hangolt kalibrálás részét képezi. spin vonal hidrogén, vagy amit a korai semleges hidrogén fényének hívunk.
Dr. McKinley és a többi kutató a Murchison Widefield Array (MWA) nevű rádióteleszkópot használja egy rádiócsendes környezetben, a Nyugat-Ausztrália sivatagában. Az MWA egy 256 különálló berendezésből álló interferométer, amelynek területe 6 négyzetkilométer. A 256 helyek mindegyike 16 különálló vevőkészüléket tartalmaz, a teljes rendszer össze van kapcsolva.
Amit Dr. McKinley és csapata valóban megpróbál, az az MWA-t használja, hogy „fúrjon le” az Univerzum fényerején keresztül, hogy láthassa a sötét korban a semleges hidrogénből származó fényt. Először átfúrják a Tejút fényerőjét, majd a többi galaxisból származó fényt, majd a CMB-t. Remélhetőleg mindazok után, amelyek elszámoltak, fennmarad a semleges hidrogénből származó fény. Ez a tanulmány kezdi a fényt a semleges hidrogéntől elkülöníteni.
"Megmértük galaxisunk átlagos fényerősségének értékét azon a ponton, ahol a Hold azt állítja, hogy megmutatjuk, hogy a technika működik." - Dr. McKinley, ICRAR.
Ebben a korai kísérletben a csapat felhasználta a Murchison Widefield Array képességeit az ég átlagos fényerejének ingadozásainak mérésére. Ezt úgy tették meg, hogy a Hold segítségével blokkolták az égboltot. A Space Magazine-lal folytatott e-mailen Dr. McKinley elmagyarázta a folyamatot. „Tehát a Hold felhasználásával ingadozást generálunk az átlag körül, azáltal, hogy látómezőnkbe helyezzük, hogy elrejtse az eget. Feltételezzük, hogy ismerjük a Hold fényerejét (annak hőmérséklete alapján), és így le tudjuk következtetni az ég átlaghőmérsékletét. ”
A probléma az, hogy a Hold szintén fényvisszaverő test. Az Univerzum életben van, amikor rádióhullámok ugrálnak körül, és a Hold tükrözi azokat - beleértve a Tejút útját is -, amelyeket figyelembe kell venni. Dr. McKinley szerint: „A Hold hőmérsékletét nem csak a hőmérséklete határozza meg. Ezenkívül tükrözi a rádióhullámokat, beleértve a Földről és az űrből származó hullámokat is. Ezért kellett a Holdról lepattanó Tejútot modellezni a távcsőbe. Kiszámoljuk, hogy a tükrözésnek mikor kell a Tejút modelljével alapulnia, majd ezt felhasználjuk elemzésünk során (kivonva azt a hold fényerősségétől). ”
A Tejút lenyűgöző képe, amely a Holdról visszatükröződik, nem csak egy csinos kép. Ez egyfajta koncepció bizonyítékként szolgál a csapat mérési módszerei számára. "Megmértük a galaxisunk átlagos fényerejének értékét azon a ponton, ahol a Hold azt állítja, hogy megmutatjuk, hogy a technika működik" - mondta Dr. McKinley a Space Magazine-nak.
Dr. McKinley és csapata csak az elején áll, hogy remélhetőleg eredményes nyomozás lesz. A korai hidrogén-rádiókibocsátás elkülönítése érdekében még finomítaniuk kell az előtér és a háttér kibocsátásának elszámolását. De ha tudnak, akkor ablakot nyitnak a semleges hidrogén megfoghatatlan 21 cm-es spinvonalára. És ha megfigyelik, remélik, hogy válaszolnak néhány alapvető kérdésre az Univerzum története kapcsán.
- Kutatási cikk: „A globális 21 cm-es jel mérése az MWA-I-vel: a galaktikus szinkrotron háttér jobb mérése holdi okkuláció alkalmazásával”
- ICRAR sajtóközlemény: „A Hold segít felfedni az univerzum titkait”
- Wikipedia bejegyzés: A világegyetem kronológiája
