Universum polnud alati nii hästi valgustatud koht. Sellel olid oma pimedad ajastud juba enne päevi enne tähtede ja galaktikate tekkimist. Probleem on selles, et sellest ajaperioodist pole universumi kaudu rändavat nähtavat valgust.
Nüüd kasutab astronoomide meeskond, mida juhivad Rahvusvahelise Raadioastronoomia Uuringute Keskuse (ICRAR) ja Curtini ülikooli dr Benjamin McKinley, Kuud, et aidata neid saladusi lahti saada.
Universumil on oma ajalooline ajajoon ja selle uue uurimistöö mõistmiseks on vaja seda ajajoont vaadata. Pärast seda, kui Suur Pauk sai asjad käima, oli umbes 377 000 aastat, kus palju ei juhtunud. Ühtegi tähte polnud veel moodustunud ja footonite reisimiseks oli lihtsalt liiga palav. Sellel esimesel ajahetkel on hõlpsasti meeldejääv nimi “Early Universe”.
Ligikaudu 377 000-aastase tähise juures oli universum piisavalt jahtunud, et see muutuks läbipaistvaks. Sel ajal domineerisid Universumis energeetilised vesinikuaatomid. Jahutamisel vabastasid vesinikud footonid. Sellest ajast pärit footonid on tuntud kui kosmiline mikrolainete taust (CMB). KMA on justkui suur selle hetke välklamp, mis on jäljendatud kosmose taustale.
377 000-aastane märk on seal, kus algasid pimeduseajad, ja see jätkus kuni umbes miljardi aasta tähiseni. Seda nimetatakse pimedaks ajastuks, sest tähti polnud ja muidugi ka tähtvalgust ei olnud. CMB-st tuli valgust, kuid see ei ütle meile, mida me peame teadma. Õnneks polnud seda vesinikku, mis oli jahtunud ja jättis CMB astronoomide uurimiseks, veel tegemata. Need vesinikud olid nüüd neutraalsed, kuid nad vabastasid siiski aeg-ajalt footonit ja neid footoneid nimetatakse neutraalse vesiniku 21 cm keerdjooneks. Phew! Tõmba hinge.
Mis viib meid selle uue uuringu juurde. Selle neutraalse vesiniku kohta on palju uuritud, kuna see on kõige lootustandvam tee Universumi algusaegade uurimiseks. Probleem on selles, et signaal on väga nõrk ja seda varjutavad muud esiplaanil olevad eredad astrofüüsilised objektid. Selle mõõtmiseks kasutatavatel vahenditel on ka süsteemne mõju, mida tuleb vähendada. Ja just see on see uuring.
Autorid märgivad, et see on esimene selle uurimistöö paberiseeriast. Kuu ja Linnutee kasutamine seda peegeldavana on osa peenhäälestatud kalibreerimisest, mida on vaja 21 cm mõõtmiseks. vesiniku pöörlemisliin või see, mida me nimetame varase neutraalse vesiniku valgust.
Dr McKinley ja teised teadlased kasutavad raadioteleskoopi nimega Murchison Widefield Array (MWA), mis asub raadiovaikses piirkonnas Lääne-Austraalia kõrbes. MWA on 256 eraldi rajatisest koosnev interferomeeter, mille pindala on 6 km ². Kõik need 256 saiti sisaldavad 16 eraldi vastuvõtjat, kogu süsteem on omavahel ühendatud.
See, mida dr McKinley ja tema meeskond tegelikult proovivad teha, on kasutada MWA-d Universumi heleduse läbi puurimiseks, et näha pimedal ajal neutraalse vesiniku valgust. Kõigepealt puurivad nad läbi Linnutee heleduse, seejärel teiste galaktikate valgust, seejärel CMB. Loodetavasti jääb pärast kõige selle arvessevõtmist alles neutraalse vesiniku valgus. See uuring on nende katse algus valguse eraldamiseks neutraalsest vesinikust.
"Oleme mõõtnud oma galaktika keskmise heleduse väärtuse kohas, kus Kuu selle tekitab, et näidata, et tehnika töötab." - Dr McKinley, ICRAR.
Selles varases katses kasutas meeskond taeva keskmise heleduse kõikumiste mõõtmiseks Murchisoni lainurkvälja massiivi võimalusi. Nad tegid seda Kuu abil taeva blokeerimiseks. E-kirjavahetuses Space Magazine'iga selgitas dr McKinley seda protsessi. Nii kasutame Kuu keskmise kõikumise tekitamiseks, asetades selle oma vaatevälja taeva varjamiseks. Eeldame, et teame Kuu heledust (selle temperatuuri põhjal) ja seega saame järeldada taeva keskmist temperatuuri. ”
Probleem on selles, et Kuu on ka peegeldav keha. Universum on elus, kui raadiolained põrkavad ümber ja Kuu peegeldab mõnda neist - sealhulgas Linnuteelt -, mida tuleb arvestada. Nagu dr McKinley ütleb: “Kuid Kuu temperatuuri ei määra ainult selle temperatuur. See peegeldab ka raadiolaineid, sealhulgas nii Maalt pärit kui ka kosmosest tulevaid laineid. Sellepärast pidin modelleerima Kuu juurest põgeneva Linnutee teleskoobi. Me arvutame Linnutee mudeli põhjal välja, mis peegeldusel peaks põhinema, ja kasutame seda oma analüüsis (lahutades selle Kuu heledusest eemale). ”
Kuu küljest peegelduv Linnutee põnev pilt pole lihtsalt ilus pilt. See on omamoodi tõend meeskonna mõõtmismeetodite kontseptsioonist. "Oleme mõõtnud oma galaktika keskmise heleduse väärtuse kohas, kus Kuu seda tekitab, et näidata, et tehnika töötab," rääkis dr McKinley Space Magazine'ile.
Dr McKinley ja tema meeskond on alles alguses, mis loodetakse viljakaks uurimistööks. Varase vesinikuraadioemissioonide eraldamiseks tuleb neil veel täpsustada, kuidas nad arvestavad teadmiste ja taustaheidetega. Kuid kui nad seda suudavad, siis on nad avanud akna neutraalse vesiniku keerukale 21 cm keerdumisjoonele. Ja kui nad suudavad seda täheldada, loodavad nad vastata mõnele põhiküsimusele Universumi ajaloo kohta.
- Uurimistöö: „Globaalse 21-cm pikkuse signaali mõõtmine MWA-I abil: galaktika sünkrotroni tausta paremad mõõtmised, kasutades kuuvarjutust“
- ICRARi pressiteade: „Kuu aitab paljastada universumi saladusi“
- Vikipeedia kanne: universumi kronoloogia
