Estudiando las primeras estrellas a través de las nieblas del universo primitivo

Observar el nacimiento de las primeras estrellas y galaxias ha sido un objetivo para los astrónomos durante décadas. Explicará la evolución del universo.

los Universidad de CambridgeEl equipo creó una tecnología que les permite ver y estudiar las primeras estrellas a través de las nubes de hidrógeno que cubrieron el universo unos 378.000 años después del Big Bang. Su metodología, parte del experimento REACH (Radio Experiment for Analyzing Cosmic Hydrogen), mejorará la calidad y la confiabilidad de las observaciones de los radiotelescopios que analizan este nuevo momento clave en la evolución del universo.

El Dr. Eloy de Lira Acedo del Laboratorio Cavendish en Cambridge, autor principal del artículo, dijo: “Para cuando se formaron las primeras estrellas, el universo estaba casi vacío y compuesto principalmente de hidrógeno y helio. Debido a la gravedad, los elementos finalmente se unieron debido a la gravedad, y las condiciones fueron adecuadas para la fusión nuclear, que formó las primeras estrellas. Pero estaba rodeado de nubes de hidrógeno neutro, que absorben bien la luz, por lo que es difícil detectar o notar la luz directamente detrás de las nubes. «

«El resultado real requiere una nueva física para explicar debido a la temperatura del gas hidrógeno, que debe ser mucho más fría de lo que permite nuestra comprensión actual del universo. En cambio, una temperatura más alta inexplicable de la radiación de fondo, que generalmente se supone que es bien conocida». fondo cósmico de microondas – Esa podría ser la razón.»

«Las implicaciones serían enormes si pudiéramos confirmar que la señal encontrada en ese experimento anterior provenía de las primeras estrellas».

Los astrónomos están investigando la línea de 21 cm, una señal de radiación electromagnética del hidrógeno en el Océano Pacífico. universo primitivopara buscar en este punto de la evolucion del universoque a menudo se denomina amanecer cósmico. Están buscando una señal de radio que compare la radiación del hidrógeno con la radiación detrás de la niebla de hidrógeno.

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La tecnología creada por los científicos utiliza las estadísticas de Bayes para determinar una señal cósmica en presencia de interferencia del telescopio y ruido general del cielo, lo que permite distinguir las señales. Para ello, se necesitaban las últimas tecnologías y técnicas de varios campos.

Usaron simulaciones para imitar una observación real usando múltiples antenas, lo que mejora la confiabilidad de los datos: las observaciones anteriores se basaron en una sola antena.

De Lira Asido dijo, Nuestro método analiza conjuntamente los datos de múltiples antenas y en un rango de frecuencia más amplio que los dispositivos actuales equivalentes. Este enfoque nos proporcionará la información necesaria para analizar los datos bayesianos”.

«En esencia, nos olvidamos de las estrategias de diseño tradicionales y, en cambio, nos enfocamos en diseñar un telescopio que sea apropiado para la forma en que planeamos analizar los datos, algo así como un diseño inverso. Esto puede ayudarnos a medir cosas desde el amanecer cósmico hasta la era de reionización cuando hidrógeno En el Universo Ha sido re-ionizado».

La construcción del telescopio se está completando actualmente en la Reserva de Radio Karoo en Sudáfrica, un sitio elegido por sus excelentes condiciones para las observaciones de radio del cielo. Está lejos de la interferencia de radiofrecuencia hecha por el hombre, como la radio FM y las señales de televisión.

El profesor de Villiers, copresidente del proyecto en la Universidad de Stellenbosch en Sudáfrica, dijo: “Aunque la tecnología de antena que se usa en esta herramienta es bastante simple, el entorno de implementación remoto y severo, y las tolerancias exactas requeridas en la fabricación, hacen que trabajar en este proyecto sea extremadamente desafiante”.

agregó: «Estamos muy emocionados de ver qué tan bien funcionará el sistema y tenemos plena confianza en que haremos este difícil descubrimiento».

Referencia de la revista:

  1. E. de Lera Acedo et al.: “Radiómetro REACH para la detección de una señal de hidrógeno con un diámetro de 21 cm de redshift z ≈ 7.5–28.” astronomía natural (julio de 2022). DOI: 10.1038 / s41550-022-01709-9
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