Бақылау 26 см радио Ғарыштық сутегінің өте жұқа өтуіне байланысты пайда болған сигналдар ерте кезеңді зерттеудің балама құралын ұсынады. ғалам. Нәрестенің бейтарап дәуіріне келетін болсақ ғалам жарық түспеген кезде, 26 см сызықтар тек терезе болуы мүмкін. Алайда, бұлар қызылға жылжыды радио ерте кезде ғарыштық сутегі шығаратын сигналдар ғалам өте әлсіз және осы уақытқа дейін қол жетімсіз болды. 2018 жылы EDGE эксперименті 26 см сигналдардың анықталғанын хабарлады, бірақ нәтижелерді тәуелсіз растау мүмкін болмады. Негізгі мәселе аспаптың жүйелілігі және аспаннан келетін басқа сигналдармен ластану болды. REACH эксперименті тығырықтан шығудың бірегей әдістемесін қолдану болып табылады. Бұл зерттеу тобы жақын арада бұл қиын сигналдарды сенімді түрде анықтай алады деп үміттенеміз. Егер сәтті болса, REACH эксперименті ерте кезеңді зерттеуде «26 см радиоастрономияны» бірінші орынға шығаруы мүмкін. ғалам және ертедегі жұмбақтарды ашуға көп көмектеседі ғалам.
Зерттеуге келгенде ерте ғалам, жақында іске қосылған атауы Джеймс Уэбб ғарыштық телескопы (JWST) санамызда пайда болады. JWST, орасан табысты мұрагері Хаббл телескоп, бұл а ғарышЖерде пайда болған ерте жұлдыздар мен галактикалардан оптикалық/инфрақызыл сигналдарды түсіру үшін жабдықталған инфрақызыл обсерваторияға негізделген. ғалам Үлкен жарылыстан кейін көп ұзамай1. Алайда, JWST бейтарап дәуірінен сигналдарды қабылдауға дейін кейбір шектеулері бар ерте ғалам қатысты.
Кесте: Тарихтағы дәуірлер ғалам Үлкен жарылыстан бері
(Дереккөз: Космология философиясы – 21 см фондық. Қол жетімді http://philosophy-of-cosmology.ox.ac.uk/images/21-cm-background.jpg)
Үлкен жарылыстан кейін 380 мың жылға дейін ғалам иондалған газбен толтырылған және толық мөлдір емес болды. 380 мың – 400 миллион жыл аралығында ғалам бейтарап және мөлдір болды. Үлкен жарылыстан кейін 400 миллионнан кейін қайта ионизация дәуірі осы кезеңнен кейін басталды.
Ертедегі бейтарап дәуірде ғалам, қашан ғалам бейтарап газдармен толтырылған және мөлдір болды, оптикалық сигнал шығарылмады (осылайша қараңғы жас деп аталады). Біріктірілген материал жарық шығармайды. Бұл ерте кезеңді зерттеуде қиындық тудырады ғалам бейтарап дәуір. Дегенмен, осы дәуірде өте жұқа ауысу нәтижесінде (параллельді айналдырудан тұрақты антипараллельді айналдыруға) суық, бейтарап ғарыш сутегі шығаратын 21 см толқын ұзындығы (1420 МГц-ке сәйкес) микротолқынды сәулелену зерттеушілерге мүмкіндіктер ұсынады. Бұл 21 см микротолқынды сәулелену Жерге жеткенде қызылға жылжиды және радиотолқындар ретінде 200 МГц-тен 10 МГц жиілікте байқалады.2,3.
21 см радиоастрономия: 21 сантиметрлік ғарыштық сутегі сигналдарын бақылау ерте зерттеуге балама тәсіл ұсынады. ғалам әсіресе бейтарап дәуірдің кез келген жарық сәулеленуінен айырылған фазасы. Бұл сонымен қатар уақыт бойынша материяның таралуы, қараңғы энергия, қараңғы материя, нейтрино массалары және инфляция сияқты жаңа физика туралы ақпарат бере алады.2.
Дегенмен, ерте кезеңде ғарыштық сутегі шығаратын 21 см сигналдар ғалам фазасы қиын. Ол өте әлсіз болады деп күтілуде (аспаннан шығатын басқа радиосигналдардан шамамен жүз мың есе әлсіз). Соның салдарынан бұл әдіс әлі қалыптасу сатысында.
2018 жылы зерттеушілер мұндай радиосигналдың 78 МГц жиілігінде анықталғанын хабарлады, оның профилі бастапқы ғарыштық сутегі шығаратын 21 сантиметрлік сигналдың күтулеріне сәйкес келеді.4. Бірақ бұл бастапқы 21 см радиосигналдың анықталуы тәуелсіз расталмады, сондықтан эксперименттің сенімділігі әлі күнге дейін анықталмады. Негізгі мәселе алдыңғы қатардағы радиосигналдардың ластануы сияқты.
Соңғы маңызды кезең 21 жылдың 2022 шілдесіндегі Ғарыштық сутегінің анализіне арналған радиоэксперименттің (REACH) есебі болды. REACH бұл әлсіз ғарыштық радиосигналдарды анықтау үшін жаңа эксперименттік тәсілді қолданады, осылайша 21 сантиметрлік ғарыштық сигналдарды растауға жаңа үміт береді.
Ғарыштық сутегін талдауға арналған радиоэксперимент (REACH) – аспанда орташа 21 см болатын эксперимент. Бұл деректердегі қалдық жүйелік сигналдарға қатысты құралдармен кездесетін мәселелерді басқару арқылы бақылауларды жақсартуға бағытталған. Ол Байес статистикасын қолдана отырып, алдыңғы жоспарлармен және космологиялық сигналмен бірге жүйеліктерді анықтауға және бірлесіп түсіндіруге бағытталған. The эксперимент екі түрлі антеннамен, ультра кең жолақты жүйемен (қызыл жылжу диапазоны шамамен 7.5-тен 28-ге дейін) және өрістегі өлшемдерге негізделген қабылдағыш калибраторымен бір уақытта бақылауды қамтиды.
Бұл даму ең жақсы құралдардың бірі болу әлеуетін ескере отырып маңызды (және тым тиімді ғарыш- негізделген обсерваториялар сияқты Джеймс Уэбб) ерте зерттеу үшін ғалам сонымен қатар жаңа іргелі физиканы енгізу мүмкіндігі.
***
Әдебиеттер тізімі:
- Прасад У., 2021. Джеймс Уэбб ғарыштық телескопы (JWST): Ертедегі ғаламды зерттеуге арналған бірінші ғарыштық обсерватория. Ғылыми еуропалық. 6 жылдың 2021 қарашасында жарияланған. Қол жетімді http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/james-webb-space-telescope-jwst-the-first-space-observatory-dedicated-to-the-study-of-early-universe/
- Pritchard JA және Loeb A., 2012. 21-ші ғасырдағы 21 см космология. Физикадағы прогресс туралы есептер 75 086901. Қол жетімді https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0034-4885/75/8/086901. arXiv сайтында алдын ала басып шығару мына мекенжайда қолжетімді https://arxiv.org/abs/1109.6012 pdf нұсқасы https://arxiv.org/pdf/1109.6012.pdf
- Оксфорд университеті. Космология философиясы – 21 см фон. қол жетімді http://philosophy-of-cosmology.ox.ac.uk/21cm-background.html
- Боумен, Дж., Роджерс, А., Монсалв, Р. және т.б. Орташа аспандағы спектрде 78 мегагерцте орналасқан абсорбция профилі. Табиғат 555, 67–70 (2018 ж.). https://doi.org/10.1038/nature25792
- де Лера Аседо, Э., де Вильерс, DIL, Razavi-Ghods, Н. және т.б. Redshift z ≈ 21–7.5 аралығындағы 28 см сутегі сигналын анықтауға арналған REACH радиометрі. Нат Астрон (2022). https://doi.org/10.1038/s41550-022-01709-9
- Eloy de Lera Acedo 2022. REACH радиометрімен сәбилер әлемінің құпияларын ашу. Интернетте қол жетімді https://astronomycommunity.nature.com/posts/u
***
