Астрофизики приблизились к обнаружению первого света во Вселенной

Усовершенствовав комплекс радиотелескопов Murchison Widefield Array (MWA) в Радиоастрономической обсерватории Мерчисон в Австралии, ученые смогли снизить уровень фонового космического шума, чтобы обнаружить сигнал эпохи реионизации, охватывающий первые 500-800 миллионов лет после Большого Взрыва. Результаты исследования опубликованы в журнале Publications of the Astronomical Society of Australia, передает ria.ru

Комплекс радиотелескопов MWA начал работу десять лет назад. Одна из его целей — зафиксировать радиоволновые свидетельства первого света во Вселенной, который возник в эпоху реионизации — период между Большим Взрывом и образованием первых звезд.

"Ранняя Вселенная была темной, наполненной горячим супом из непрозрачных частиц. Они конденсировались с образованием нейтрального водорода, который объединился, чтобы сформировать первые звезды", — приводятся в пресс-релизе слова первого автора статьи доктора Кристен Линч (Christene Lynch) из Центра передового опыта в области астрофизики ASTRO 3D.

"Сигнал эпохи реионизации зародился как радиоволна атома водорода с длиной волны 21 сантиметр. За прошедшие миллиарды лет он растянулся и стал очень, очень тусклым, — объясняет ученый. — Проблема в том, что Вселенная очень, очень многолюдна. Между нами и сигналом эпохи реионизации слишком много других радиоисточников, которые намного ярче этого сигнала. Это похоже на попытку услышать чей-то шепот в другом конце огромной комнаты, когда между вами и этим человеком находятся тысячи других людей, которые громко кричат".

Чтобы снизить этот фоновый шум, авторы разработали новый комплекс антенн, состоящий из нескольких низкочастотных "антенных плиток", которые работают совместно. Общее количество антенн также увеличили — со 128 до 256, что значительно увеличило мощность комплекса.

Объединив существующие "плитки" с 56 новыми, ученые провели эксперимент, названный Long Baseline Epoch of Reionisation Survey (LoBES). Всего они обследовали более 80 тысяч источников радиосигналов, выполнив по 16 спектральных измерений для каждого из них, а обработав результаты, создали новую радиоволновую модель неба модели, в которой самые шумные радиосигналы переднего плана были уменьшены в три раза.

"Используя новые плитки и, таким образом, увеличив физическую площадь, над которой работает антенна, мы смогли значительно уменьшить помехи. По мере того, как будет добавляться все больше и больше плиток, у нас будет гораздо больше шансов найти эхо первого света во Вселенной", — говорит Линч.

Ученые надеются, что обнаружение слабого сигнала первого света позволит лучше понять, как формировались первые звезды и галактики.