ПопулярноеРедакцияСвежее
ЛучшееОбсуждаемое

Астрономы придумали способ «увидеть» первые звёзды во Вселенной

Взгляд художника на зарождение первых звёзд. Изображение: NASA | JPL-Caltech

Вживую увидеть процесс зарождения первых звёзд во Вселенной было и остаётся мечтой многих исследователей уже не первый десяток лет. Однако ни один из доступных нам телескопов не в силах пробиться сквозь окружавшие их плотные облака водорода. В статье, опубликованной в издании Nature Astronomy, группа учёных под руководством астрономов из Кембриджского университета описала любопытный способ обойти эту проблему.

Ранние звёзды и галактики хранят в себе ключ к пониманию того, как развивалась наша Вселенная с момента Большого взрыва. К сожалению, из-за окружающих их облаков водорода, излучаемый этими объектами свет может быть в сотни тысяч раз слабее радиосигналов, исходящих из нашей галактики. Если добавить к этому ещё и инструментальные помехи, интересующий учёных сигнал становится практически неуловим традиционными методами.

Когда только зарождались первые звёзды, Вселенная была в основном пуста и состояла из водорода и гелия. Под действием гравитации эти элементы со временем сформировали первые звёзды – однако те были окружены облаками так называемого нейтрального водорода, который очень хорошо поглощает свет. Поэтому напрямую засечь сигнал по ту сторону облаков очень сложно.

Элой де Лера Аседо, ведущий автор статьи

Разработанный командой подход позволяет наблюдать за ранними звёздами через их взаимодействие с водородными облаками – подобно тому, как по теням в тумане можно понять, что находится с другой стороны. По словам учёных, их алгоритм сможет обеспечить лучшее качество и надёжность наблюдений. Ключевым его элементом является отделение шума от ценных данных при помощи статистического анализа.

Новый метод применят в ходе инициированного командой эксперимента по обнаружению первых звёзд под названием REACH. Его цель – углубить наши знания о самом раннем периоде развития Вселенной. Учёные намерены проверить результаты другого подобного проекта – EDGES  – в 2018 году захватившего внимание научного сообщества потенциальным обнаружением раннего сигнала.

Чтобы объяснить этот результат, потребовалась бы полностью новая теория физики, поскольку измеренная в ходе эксперимента температура водорода оказалась намного ниже, чем допускает наше текущее понимание Вселенной. Альтернативным объяснением может служить аномально высокая температура реликтового излучения.

Однако надёжность результатов EDGES ставят под сомнение, поскольку ни одна попытка воссоздать их не увенчалась успехом. Команда во главе REACH нацелена поставить точку в этой истории:

Если мы сможем подтвердить, что сигнал, обнаруженный в ходе предыдущего эксперимента, действительно принадлежит одной из первых звёзд, последствия будут феноменальными.

Для изучения этого периода в истории Вселенной учёные ищут в радиоизлучении следы нейтрального водорода. Чтобы получить более качественные наблюдения, команда использует две антенны – впервые среди экспериментов такого рода.

Мы анализируем данные с нескольких антенн, причём в более широком диапазоне частот, чем ранее. Такой подход предоставит нам достаточно информации для последующего Байесовского анализа.

Постройка специального телескопа для эксперимента уже почти завершена. Он расположен в Южной Африке вдали от источников радиоизлучения – это должно свести к минимуму количество шума человеческого происхождения.

Мы решили разработать телескоп специально под наши требования. Это поможет нам лучше измерить сигналы из конца Тёмных веков Вселенной до начала эпохи реионизации.

Первые результаты в рамках эксперимента REACH ожидаются уже в этом году.

Источник

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

14
Войдите, чтобы видеть ещё 1 комментарий, участвовать в обсуждении и не видеть рекламу.
Показать скрытые комментарии

Загружаем комментарии...

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Отправить Отмена
[X]
Зарегистрируйтесь на сайте, чтобы не видеть рекламу, создавать и отслеживать темы, сохранять статьи в личные закладки и участвовать в обсуждениях
Если не получается зайти отсюда, попробуйте по ссылке.