Bintang pertama terlihat melalui kabut 'Awal Alam Semesta': Studi

Sebuah tim astronom telah mengembangkan metode yang akan memungkinkan mereka untuk 'melihat' melalui kabut alam semesta awal dan mendeteksi cahaya dari bintang dan galaksi pertama.


  Bintang pertama terlihat melalui kabut'Early Universe': Study
Gambar Representatif. Kredit Gambar: ANI
  • Negara:
  • Amerika Serikat

Sebuah tim astronom telah mengembangkan metode yang akan memungkinkan mereka untuk 'melihat' melalui kabut awal Semesta dan mendeteksi cahaya dari bintang dan galaksi pertama. Para peneliti yang dipimpin oleh Universitas Cambridge , telah mengembangkan metodologi yang memungkinkan mereka untuk mengamati dan mempelajari bintang-bintang pertama melalui awan hidrogen yang memenuhi Semesta sekitar 378.000 tahun setelah Big Bang.

Mengamati kelahiran bintang dan galaksi pertama telah menjadi tujuan para astronom selama beberapa dekade, karena akan membantu menjelaskan bagaimana Semesta berevolusi dari kekosongan setelah Big Bang ke alam kompleks benda-benda langit yang kita amati hari ini, 13,8 miliar tahun kemudian. Square Kilometer Array (SKA) - teleskop generasi berikutnya yang akan selesai pada akhir dekade ini - kemungkinan akan dapat membuat gambar cahaya paling awal di Bumi. Semesta , tetapi untuk teleskop saat ini tantangannya adalah mendeteksi sinyal kosmologis bintang melalui awan hidrogen yang tebal.

Sinyal yang ingin dideteksi oleh para astronom diperkirakan sekitar seratus ribu kali lebih lemah daripada sinyal radio lain yang juga datang dari langit -- misalnya, sinyal radio yang berasal dari galaksi kita sendiri. Menggunakan teleskop radio itu sendiri menimbulkan distorsi pada sinyal yang diterima, yang dapat sepenuhnya mengaburkan sinyal kosmologis yang diinginkan. Ini dianggap sebagai tantangan pengamatan ekstrem dalam kosmologi radio modern. Distorsi terkait instrumen seperti itu biasanya disalahkan sebagai hambatan utama dalam jenis pengamatan ini.



Sekarang tim yang dipimpin Cambridge telah mengembangkan metodologi untuk melihat melalui awan primordial dan sinyal kebisingan langit lainnya, menghindari efek merugikan dari distorsi yang diperkenalkan oleh teleskop radio. Metodologi mereka, bagian dari percobaan REACH (Radio Experiment for the Analysis of Cosmic Hydrogen), akan memungkinkan para astronom untuk mengamati bintang-bintang paling awal melalui interaksi mereka dengan awan hidrogen, dengan cara yang sama kita menyimpulkan lanskap dengan melihat bayangan di langit. kabut. Metode mereka akan meningkatkan kualitas dan keandalan pengamatan dari teleskop radio yang melihat waktu kunci yang belum dijelajahi ini dalam pengembangan Semesta. Pengamatan pertama dari REACH diharapkan akhir tahun ini.

Hasilnya dilaporkan hari ini di jurnal Nature Astronomy. 'Pada saat bintang-bintang pertama terbentuk, Semesta sebagian besar kosong dan sebagian besar terdiri dari hidrogen dan helium,' kata Dr Eloy de Lera Acedo dari Cambridge's Cavendish Laboratory, penulis utama makalah ini.

Dia menambahkan: 'Karena gravitasi, unsur-unsur akhirnya bersatu dan kondisinya tepat untuk fusi nuklir, yang membentuk bintang-bintang pertama. Tetapi mereka dikelilingi oleh awan yang disebut hidrogen netral, yang menyerap cahaya dengan sangat baik, jadi sulit untuk mendeteksi atau mengamati cahaya di balik awan secara langsung.' Pada tahun 2018, kelompok penelitian lain (menjalankan 'Eksperimen untuk Mendeteksi Era Global Tanda Tangan Reioniosasi' -- atau EDGES) menerbitkan hasil yang mengisyaratkan kemungkinan deteksi cahaya paling awal ini, tetapi para astronom tidak dapat mengulangi hasilnya -- membuat mereka percaya bahwa hasil aslinya mungkin disebabkan oleh interferensi dari teleskop yang digunakan.

episode haikyuu

'Hasil asli akan membutuhkan fisika baru untuk menjelaskannya, karena suhu gas hidrogen, yang seharusnya jauh lebih dingin daripada pemahaman kita saat ini tentang Semesta akan memperbolehkan. Atau, suhu yang lebih tinggi yang tidak dapat dijelaskan dari radiasi latar - biasanya diasumsikan sebagai Latar Belakang Gelombang Mikro Kosmik yang terkenal - bisa menjadi penyebabnya' kata de Lera Acedo. eksperimen benar-benar dari bintang pertama, implikasinya akan sangat besar.'

Untuk mempelajari periode ini dalam perkembangan Semesta, yang sering disebut sebagai Fajar Kosmik, para astronom mempelajari garis 21 sentimeter -- tanda radiasi elektromagnetik dari hidrogen di awal Semesta. Mereka mencari sinyal radio yang mengukur kontras antara radiasi dari hidrogen dan radiasi di balik kabut hidrogen. Metodologi yang dikembangkan oleh de Lera Acedo dan rekan-rekannya menggunakan statistik Bayesian untuk mendeteksi sinyal kosmologis dengan adanya gangguan dari teleskop dan kebisingan umum dari langit, sehingga sinyal dapat dipisahkan.

Untuk melakukan ini, diperlukan teknik dan teknologi mutakhir dari berbagai bidang. Para peneliti menggunakan simulasi untuk meniru pengamatan nyata menggunakan beberapa antena, yang meningkatkan keandalan data - pengamatan sebelumnya mengandalkan satu antena.

'Metode kami bersama-sama menganalisis data dari beberapa antena dan melintasi pita frekuensi yang lebih luas daripada instrumen saat ini yang setara. Pendekatan ini akan memberi kami informasi yang diperlukan untuk analisis data Bayesian kami,' kata de Lera Acedo. Dia menambahkan: 'Pada dasarnya, kami lupa tentang strategi desain tradisional dan alih-alih berfokus pada merancang teleskop yang sesuai dengan cara kami berencana menganalisis data -- sesuatu seperti desain terbalik. Ini dapat membantu kami mengukur berbagai hal mulai dari Cosmic Dawn dan ke zaman reionisasi, ketika hidrogen di Semesta direionisasi.'

Konstruksi teleskop saat ini sedang diselesaikan di radio cadangan Karoo di Afrika Selatan , lokasi yang dipilih karena kondisinya yang sangat baik untuk pengamatan radio di langit. Jauh dari gangguan frekuensi radio buatan manusia, misalnya sinyal televisi dan radio FM. Tim REACH yang terdiri lebih dari 30 peneliti multidisiplin dan tersebar di seluruh dunia, dengan para ahli di bidang-bidang seperti kosmologi teoretis dan observasional, desain antena, instrumentasi frekuensi radio, pemodelan numerik, pemrosesan digital, data besar, dan statistik Bayesian. REACH dipimpin bersama oleh Universitas Stellenbosch di Afrika Selatan.

Profesor de Villiers, salah satu pemimpin proyek di the Universitas Stellenbosch di Afrika Selatan mengatakan: 'Meskipun teknologi antena yang digunakan untuk instrumen ini agak sederhana, lingkungan penyebaran yang keras dan jarak jauh, dan toleransi ketat yang diperlukan dalam pembuatannya, menjadikan ini proyek yang sangat menantang untuk dikerjakan.' Dia menambahkan: 'Kami sangat bersemangat untuk melihat seberapa baik kinerja sistem, dan memiliki keyakinan penuh bahwa kami akan membuat deteksi yang sulit dipahami.' (ANI)

ke tanggal rilis season 2 malam