Güney Afrika’da Karoo’da bulunan HERA radyo teleskopu, erken evrenden gelen radyo dalgalarını algılamak için yukarı doğru bakan 350 tabaktan oluşuyor. Kredi bilgileri: Dara Storer
Gökbilimciler, kozmik şafağın gizemlerini ortaya çıkarmak için önemli bir adım attılar.
Güney Afrika’nın Karoo çölünde bulunan 350 radyo teleskoptan oluşan bir koleksiyon, “kozmik şafağın” tespitine doğru hızla ilerliyor. Büyük patlama yıldızlar ilk parladığında ve galaksiler gelişmeye başladığında.
Kuzey Amerika, Avrupa ve Güney Afrika’dan bir grup bilim insanı, Hydrogen Epoch of Reionization Array (HERA) radyo teleskopunun hassasiyetini iki kat artırdı. Bu atılımla, erken evrenin sırlarını ortaya çıkarmayı amaçlıyorlar.
“Son birkaç on yılda, dünyanın dört bir yanından gelen ekipler, kozmik şafaktan gelen radyo dalgalarının ilk tespitini yapmak için çalıştılar. McGill Üniversitesi Fizik Bölümü ve Trottier Uzay Enstitüsü’nde yardımcı doçent olan Adrian Liu, böyle bir tespitin zor olmasına rağmen, HERA’nın sonuçları bugüne kadarki en kesin araştırmayı temsil ediyor” diyor.
HERA radyo teleskopu. 1 kredi
Dizi, halihazırda kozmik şafağı keşfetmeye adanmış dünyanın en hassas radyo teleskopuydu. Şimdi HERA ekibi, Büyük Patlama’dan yaklaşık 650 milyon yıl sonra yayılan radyo dalgaları için duyarlılığını 2,1 kat ve Büyük Patlama’dan yaklaşık 450 milyon yıl sonra yayılan radyo dalgaları için 2,6 kat artırdı. Çalışmaları yayınlanan bir makalede anlatılmaktadır. bu Astrofizik Dergisi.
Bilim adamları henüz kozmik karanlık çağların sonundan gelen radyo emisyonlarını tespit etmemiş olsalar da, sonuçları erken evrendeki yıldızların ve galaksilerin bileşimi hakkında ipuçları veriyor. Şimdiye kadar elde ettikleri veriler, bugünkü galaksilerimizin aksine, erken galaksilerin hidrojen ve helyum dışında çok az element içerdiğini gösteriyor. Bugünün yıldızları, lityumdan uranyuma kadar helyumdan daha ağır olan çeşitli elementlere sahiptir.
Bazı teorileri ekarte etmek
Radyo antenleri tamamen çevrimiçi ve kalibre edildiğinde, ekip, yaklaşık 200 milyon yıldan Büyük Patlama’dan yaklaşık 1 milyar yıl sonrasına evrimleşirken, iyonize ve nötr hidrojen kabarcıklarının (ilk gökadaların işaretleri) 3 boyutlu bir haritasını çıkarmayı umuyor. Araştırmacılar, haritanın bize ilk yıldızların ve galaksilerin bugün çevremizde gördüklerimizden ne kadar farklı olduğunu ve evrenin ergenlik döneminde nasıl göründüğünü anlatabileceğini söylüyor.
HERA radyo teleskopunu oluşturan 350 çanaktan biri. Kredi bilgileri: Dara Storer
Araştırmacılara göre HERA ekibinin bu sinyalleri henüz tespit edememiş olması, erken evrende yıldızların nasıl evrimleştiğine dair bazı teorileri geçersiz kılıyor. “Verilerimiz, erken galaksilerin X-ışınlarında günümüzün galaksilerinden yaklaşık 100 kat daha parlak olduğunu gösteriyor. Efsane, durumun böyle olacağıydı, ancak şimdi bu hipotezi destekleyen gerçek verilerimiz var,” diyor Liu.
Bir sinyal bekleniyor
HERA ekibi, erken evrende bu baloncukları görme umuduyla teleskopun kalibrasyonunu ve veri analizini geliştirmeye devam ediyor. Ancak erken evrenden gelen sinyalleri görmek için yerel radyo gürültüsünü filtrelemek kolay olmadı. California Berkeley Üniversitesi Radyo Astronomi Laboratuvarı’nda araştırma astronomu olan David DeBoer, “İsviçre peyniriyse, galaksiler delikleri açar ve biz peyniri arıyoruz” diyor.
HERA’nın baş araştırmacısı ve California Berkeley Üniversitesi astronomi doçenti Aaron Parsons, “HERA gelişmeye ve gittikçe daha iyi sınırlar koymaya devam ediyor” diyor. “İlerlemeye devam edebilmemiz ve teleskopumuz için meyve vermeye devam eden yeni tekniklerimizin olması harika.”
Referans: “HERA Faz I Gözlemleri ile IGM’nin X-Ray Isıtması ve 21 cm EoR Güç Spektrumunda İyileştirilmiş Kısıtlamalar”, HERA İşbirliği: Zara Abdurashidova, Tyrone Adams, James E. Aguirre, Paul Alexander, Zaki S. Ali , Rushelle Baartman, Yanga Balfour, Rennan Barkana, Adam P. Beardsley, Gianni Bernardi, Tashalee S. Billings, Judd D. Bowman, Richard F. Bradley, Daniela Breitman, Philip Bull, Jacob Burba, Steve Carey, Chris L. Carilli, Carina Cheng, Samir Choudhuri, David R. DeBoer, Eloy de Lera Acedo, Matt Dexter, Joshua S. Dillon, John Ely, Aaron Ewall-Wice, Nicolas Fagnoni, Anastasia Fialkov, Randall Fritz, Steven R. Furlanetto, Kingsley Gale-Sides , Hugh Garsden, Brian Glendenning, Adélie Gorce, Deepthi Gorthi, Bradley Greig, Jasper Grobbelaar, Ziyaad Halday, Bryna J. Hazelton, Stefan Heimersheim, Jacqueline N. Hewitt, Jack Hickish, Daniel C. Jacobs, Austin Julius, Nicholas S. Kern , Joshua Kerrigan, Piyanat Kittiwisit, Saul A. Kohn, Matthew Kolopanis, Adam Lanman, Paul La Plante, David Lewis, Adrian Liu, Anita Loots, Yin-Zhe Ma, David HE MacMahon, Laurence Malan, Keith Malgas, Cresshim Malgas, Matthys Maree, Bradley Marero, Zachary E. Martinot, Lisa McBride, Andrei Mesinger, Jordan Mirocha, Mathakane Molewa, Miguel F. Morales, Tshegofalang Mosiane, Julian B. Muñoz, Steven G. Murray, Vighnesh Nagpal, Abraham R. Neben, Bojan Nikolic , Chuneeta D. Nunhokee, Hans Nuwegeld, Aaron R. Parsons, Robert Pascua, Nipanjana Patra, Samantha Pieterse, Yuxiang Qin, Nima Razavi-Ghods, James Robnett, Kathryn Rosie, Mario G. Santos, Peter Sims, Saurabh Singh, Craig Smith , Hilton Swarts, Jianrong Tan, Nithyanandan Thyagarajan, Michael J. Wilensky, Peter KG Williams, Pieter van Wyngaarden ve Haoxuan Zheng, 14 Mart 2023, Astrofizik Dergisi.
DOI: 10.3847/1538-4357/acaf50
HERA işbirliği, California Berkeley Üniversitesi tarafından yönetiliyor ve Kanada’da Doğa Bilimleri ve Kanada Mühendislik Araştırma Konseyi, Kanada İleri Araştırma Enstitüsü, Fonds de recherche du Québec’in desteğiyle Kuzey Amerika, Avrupa ve Güney Afrika’dan bilim adamlarını içeriyor. Doğa ve teknolojiler ve McGill Üniversitesi’ndeki Trottier Uzay Enstitüsü’nden. Dizinin inşası, Güney Afrika hükümeti ve Güney Afrika Radyo Astronomi Gözlemevi’nin (SARAO) önemli desteğiyle Ulusal Bilim Vakfı, Alfred P. Sloan Vakfı ve Gordon ve Betty Moore Vakfı tarafından finanse edilmektedir.