新しい金網望遠鏡はビッグバンの泡を見つけるだろうと科学者が言う

HERA アレイの上の夜空にある天の川銀河。 この望遠鏡が観察できるのは、天の川が地平線の下にある 4 月から 9 月の間だけです。銀河は再電離時代からの微弱な放射線の検出を妨げる大量の電波ノイズを生成するためです。 このアレイは、ラジオ、携帯電話、さらにはガソリン車さえも禁止されている電波の静かな地域に設置されています。

最初に、約 138 億年前に「ビッグバン」が起こりましたが、その後はどうなったのでしょうか? 約2億年後、破片の中で星々が合体した。 次に矮銀河。 彼らの光は銀河間媒体を加熱し、私たちが知っているような宇宙が出現しました。

星が最初にスイッチを入れた瞬間は「宇宙の夜明け」と呼ばれ、天文学者たちは宇宙の歴史の中でもユニークな時期であり、そのことについてもっと知りたいと切望している。 これらのいわゆる「人口 1」の星や小さな銀河はどのようなものでしょうか?

ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡 (JWST) は、宇宙が誕生してからおよそ 3 億 2,500 万年前に存在した銀河を画像化することで、その答えに近づきました。 印象的ですが、十分ではありません。

世界で最も感度の高い電波望遠鏡は、大部分が金網で作られているにもかかわらず、さらに改良されて、この「宇宙の夜明け」を直接見ることができるだろうか？

おそらく、再電離アレイ水素時代 (HERA) (南アフリカのカルー砂漠にある 350 台の電波望遠鏡のネットワーク) の感度が 2 倍になったためかもしれません。 電波天文学は、可視光と同じように電磁放射の一種である無線周波数で空を研究するものです。 HERA のようなアレイは、微弱な無線信号を増幅するために地表に配置されています。

HERA の新しい検出器が金網、PVC パイプ、電柱から作られていることは関係ありません。 「波長2メートルでは、金網は鏡になります」とディロン氏は言う。 「高度なものはすべてスーパーコンピューターのバックエンドにあります。」

オンラインで公開され、将来の出版のために The Astrophysical Letters に受理された HERA チームの論文は、アレイの感度を約 6 億 5,000 万年後に放出された光については 2.1 倍、約 4 億 5,000 万年後に放出された放射線については 2.6 倍改善した方法を概説しています。ビッグバン。

彼らは今年後半にその新しい感度を利用して、約2億年前からビッグバン後約10億年にかけて進化するイオン化水素と中性水素の泡の3Dマップを構築する予定だ。

再電離水素時代アレイ (HERA) は、初期宇宙からの [+] 21 センチメートルの放射を検出するために上向きに向けられた 350 個の皿で構成されています。 南アフリカの乾燥したカルーの電波が静かな地域にあります。

カリフォルニア大学バークレー校天文学部の研究員で論文の筆頭著者であるジョシュア・ディロン氏は、「宇宙のほとんどの発光物質の3Dマップの作成は、今後50年以上にわたる目標だ」と述べた。 「これは宇宙論における潜在的に革命的な技術に向かって進んでいます。」

科学者らは、初期宇宙の冷たい水素の中のイオン化した水素の泡を取り出して、「宇宙の暗黒時代」を「宇宙の夜明け」から分離しようとしている。

初期の結果は良好です。 これまでの HERA を使った研究では、最初の星や銀河は、この時代以降のさまざまな元素とは異なり、主に水素とヘリウムで構成されていた可能性があることが示唆されています。 ただし、これは主に、チームが探している信号を検出していないという事実に基づいています。

「これは当然のことです。なぜなら、私たちが話しているのは、他のほとんどの元素が形成される前の宇宙の一時期についての話だからです」とディロン氏は言う。

最も重要なイオン化した泡を探すということは、HERA が中性水素は吸収して放出するが、イオン化した水素は吸収しない光の波長を探すことを意味します。 これは 21 センチメートル線 (周波数 1,420 メガヘルツ) と呼ばれ、宇宙の膨張はその長さが 10 倍 (つまり約 2 メートル/6 フィート) になることを意味します。 したがって、直径 14 メートルの HERA のアンテナは、この放射線を収集して検出器に集中させることができるはずです。

その結果、子供の頃の宇宙のイメージが生まれます。

晴れた空と大きな目を願っています。