Przygotowania do badań epoki rejonizacji

dnia 10/10/2016
Jeden z fragmentów radioteleskopu Murchison Wide-field Array. Źródło: MWA

Jeden z fragmentów radioteleskopu Murchison Wide-field Array. Źródło: MWA

Epoka, w której po raz pierwszy pojawiły się gwiazdy to kluczowy okres historii Wszechświata. Owe pierwsze gwiazdy zaczęły produkować pierwsze pierwiastki chemiczne (te cięższe od wodoru i helu), a emitowane przez nie światło rozpoczęło rejonizację neutralnego gazu wypełniającego wszechświat. Tym samym gwiazdy te stanowią świt wszechświata jaki znamy dzisiaj oraz początek tak zwanej Epoki Rejonizacji. Termin „rejonizacja”  odnosi się do procesu, w którym atomy gazu neutralnego wzbudzane  są (przez promieniowanie ultrafioletowe emitowane przez nowe gwiazdy) do zrzucania części swoich elektronów. Astronomowie szacują, że okres ten miał miejsce kilkaset milionów lat po Wielkim Wybuchu.

Atomy neutralnego wodory były najpowszechniejszym pierwiastkiem we Wszechświecie odkąd się pojawiły jakieś 380 000 lat po Wielkim Wybuchu do Epoki Rejonizacji. Aktualnie astronomowie budują obserwatoria takie jak chociażby radioteleskop Murchison Wide-field Array(MWA) do poszukiwania promieniowania emitowanego przez wodory atomu na samym początku tej epoki – to niesamowicie skomplikowane zadanie nie tylko dlatego, że źródła tego promieniowania są tak odległe i słabe, lecz także dlatego, że na drodze do tych źródeł leży naprawdę sporo galaktyk z późniejszych czasów ewolucji wszechświata, które skutecznie utrudniają nam ich obserwacje.

Astronomowie Lincoln Greenhill, Justil Kasper oraz Avi Loeb z Harvardu, należący do większego zespołu naukowców korzystających z MWA we wczesnej fazie wdrażania radioteleskopu do pracy opracowali katalog galaktyk znajdujących się w linii widzenia bardziej odległych galaktyk, a które mogłyby być źródłem błędów podczas obserwacji. Aktualnie MWA składa się ze 128 grup/fragmentów, z których każda składa się z 16 anten ustawionych w formacie 4×4 i czułych na promieniowanie na długości fali ok. 1 metra. Nietypowa budowa teleskopu oznaczała, że zespół musiał nauczyć się w jaki sposób prawidłowo redukować i analizować dane z tego teleskopu.

W trakcie swoich prac astronomowie zidentyfikowali 7394 źródła pozagalaktyczne, które można pomylić z galaktykami ze wcześniejszych epok. Niemal wszystkie te obiekty  związane są z wcześniej znanymi galaktykami, ale dwadzieścia pięć z nich to obiekty wcześniej nieznane. Uzyskane wyniki  pozwoliły potwierdzić możliwości obserwacyjne MWA, a jednocześnie stanowią pierwszy krok na drodze do stworzenia bazy danych umożliwiającej precyzyjne usuwanie promieniowania pochodzącego ze źródeł nam bliższych tak, aby możliwe było badanie pierwszych galaktyk we Wszechświecie.

Dodaj komentarz