Μια ομάδα αστρονόμων έχει αναπτύξει μια μέθοδο που θα τους επιτρέψει να «βλέπουν» μέσα από την ομίχλη του πρώιμου σύμπαντος και να ανιχνεύουν το φως από τα πρώτα αστέρια και τους γαλαξίες.
Υπό την αιγίδα του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ, οι ερευνητές ανέπτυξαν μια μεθοδολογία που θα τους επιτρέψει να παρατηρήσουν και να μελετήσουν τα πρώτα αστέρια μέσα από τα σύννεφα υδρογόνου που γέμισαν το σύμπαν περίπου 378 χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Το Τετραγωνικό Χιλιόμετρο (SKA) είναι ένα τηλεσκόπιο επόμενης γενιάς που θα πρέπει να ολοκληρωθεί μέχρι το τέλος της δεκαετίας. Πιθανότατα θα είναι σε θέση να απεικονίσει το πρώιμο φως στο σύμπαν. Για τα σύγχρονα τηλεσκόπια, η δυσκολία έγκειται στην ανίχνευση κοσμολογικών σημάτων από αστέρια μέσω πυκνών νεφών υδρογόνου.
Η χρήση του ίδιου του ραδιοτηλεσκοπίου δημιουργεί παραμόρφωση στο σήμα, το οποίο μπορεί να κρύψει εντελώς το επιθυμητό κοσμολογικό σήμα. Στη σύγχρονη ραδιοκοσμολογία, αυτό είναι ένα εξαιρετικά δύσκολο έργο. Τέτοιες στρεβλώσεις θεωρούνται το κύριο εμπόδιο σε αυτό το είδος παρατήρησης.
Τώρα, μια ομάδα επιστημόνων από το Κέιμπριτζ έχει αναπτύξει μια μεθοδολογία που μας επιτρέπει να βλέπουμε μέσα από αρχέγονα σύννεφα και άλλους θορύβους του ουρανού αποφεύγοντας τις παραμορφώσεις που εισάγονται από ένα ραδιοτηλεσκόπιο. Η μεθοδολογία τους είναι μέρος του πειράματος REACH (Radio Experiment for the Analysis of Space Hydrogen). Θα επιτρέψει στους αστρονόμους να παρατηρούν πρώιμα αστέρια μέσω της αλληλεπίδρασής τους με τα νέφη υδρογόνου. Η διαδικασία είναι παρόμοια με την εικασία του τοπίου με βάση τα περιγράμματα στην ομίχλη.
Η μέθοδός τους θα βελτιώσει την ποιότητα και την αξιοπιστία των παρατηρήσεων αυτής της άγνωστης και βασικής στιγμής στην εξέλιξη του σύμπαντος. Οι πρώτες παρατηρήσεις REACH αναμένονται στα τέλη του τρέχοντος έτους.
Το 2018, μια άλλη ερευνητική ομάδα (που διεξήγαγε το Πείραμα Ανίχνευσης Υπογραφής Παγκόσμιας Εποχής Επαναϊονισμού ή EDGES) δημοσίευσε ένα αποτέλεσμα που υπαινίσσεται την πιθανή ανίχνευση αυτού του πρώιμου φωτός, αλλά οι αστρονόμοι δεν μπόρεσαν να αναπαραγάγουν το αποτέλεσμα και όλοι άρχισαν να πιστεύουν ότι το πρωτότυπο το αποτέλεσμα μπορεί να σχετίζεται με παρεμβολές από το τηλεσκόπιο.
Για να μελετήσουν αυτή την περίοδο ανάπτυξης του σύμπαντος, που συχνά ονομάζεται Κοσμική Αυγή, οι αστρονόμοι μελετούν την υπογραφή της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας του υδρογόνου στο πρώιμο σύμπαν. Ψάχνουν για ένα ραδιοσήμα που θα δείχνει την αντίθεση μεταξύ της ακτινοβολίας από το ίδιο το υδρογόνο και της ακτινοβολίας πίσω από την ομίχλη υδρογόνου. Η μεθοδολογία, που αναπτύχθηκε από τον Eloy de Lera Acedo, Ph.D., και τους συνεργάτες του στο Πανεπιστήμιο του Cambridge, χρησιμοποιεί Bayesian στατιστικά για να ανιχνεύσει το κοσμολογικό σήμα παρουσία παρεμβολής από το τηλεσκόπιο και γενικό θόρυβο του ουρανού για να διαχωρίσει αυτά τα σήματα. Αυτό απαιτούσε τις πιο σύγχρονες μεθόδους και τεχνολογίες από διάφορους τομείς.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν προσομοιώσεις για να προσομοιώσουν μια παρατήρηση στον πραγματικό κόσμο χρησιμοποιώντας πολλαπλές κεραίες, κάτι που θα αύξανε την αξιοπιστία των δεδομένων - οι πρώιμες παρατηρήσεις βασίζονταν σε μία μόνο κεραία. «Η μέθοδός μας αναλύει από κοινού δεδομένα από πολλαπλές κεραίες σε ευρύτερο φάσμα συχνοτήτων από τα ισοδύναμα τρέχοντα όργανα. Αυτή η προσέγγιση θα μας δώσει τις πληροφορίες που χρειαζόμαστε για τη Bayesian ανάλυση των δεδομένων», δήλωσε ο de Lera Acedo.
«Ουσιαστικά, εγκαταλείψαμε τις παραδοσιακές στρατηγικές σχεδιασμού και αντ' αυτού επικεντρωθήκαμε στον σχεδιασμό ενός τηλεσκοπίου που ήταν κατάλληλο για το σχέδιο ανάλυσης δεδομένων μας - ένα είδος αντίστροφης σχεδίασης. Θα μπορούσε να μας βοηθήσει να διερευνήσουμε πράγματα όπως η Κοσμική Αυγή ή η εποχή του επαναιονισμού, όταν το υδρογόνο στο σύμπαν επαναιονίστηκε».
Η κατασκευή του τηλεσκοπίου πλησιάζει τώρα στην ολοκλήρωση στο Karoo Radio Reserve στη Νότια Αφρική. Η τοποθεσία επιλέχθηκε λόγω των εξαιρετικών συνθηκών για ραδιοπαρατηρήσεις του ουρανού. Είναι πολύ μακριά από ανθρωπογενείς παρεμβολές ραδιοσυχνοτήτων, όπως σήματα τηλεόρασης και ραδιοφώνου FM.
Ο καθηγητής de Villiers, ένας από τους επικεφαλής του έργου στο Πανεπιστήμιο Stellenbosch στη Νότια Αφρική, δήλωσε: «Αν και η τεχνολογία κεραίας αυτού του οργάνου είναι αρκετά απλή, οι σκληρές και απομακρυσμένες συνθήκες ανάπτυξης, καθώς και οι αυστηρές ανοχές κατασκευής, κάνουν αυτό το έργο δύσκολο. Θα χαρούμε να δούμε πόσο καλά αποδίδει το σύστημα και είμαστε απόλυτα βέβαιοι ότι μπορούμε να κάνουμε αυτόν τον εντοπισμό δυνατό».
Η Μεγάλη Έκρηξη και το πρώιμο σύμπαν έχουν μελετηθεί καλά μέσω μελετών της κοσμικής ακτινοβολίας μικροκυμάτων υποβάθρου (CMB). Η όψιμη και μεγάλης κλίμακας εξέλιξη των άστρων και άλλων ουράνιων αντικειμένων μελετήθηκε ακόμη καλύτερα. Όμως ο χρόνος σχηματισμού του πρώτου φωτός στο διάστημα είναι ένα θεμελιώδες κομμάτι στο παζλ της ιστορίας του σύμπαντος.
Μπορείτε να βοηθήσετε την Ουκρανία να πολεμήσει ενάντια στους Ρώσους εισβολείς. Ο καλύτερος τρόπος για να γίνει αυτό είναι να δωρίσετε χρήματα στις Ένοπλες Δυνάμεις της Ουκρανίας μέσω Savelife ή μέσω της επίσημης σελίδας NBU.
Διαβάστε επίσης:
Αφήστε μια απάντηση