Evren her zaman iyi aydınlatılmış bir yer değildi. Yıldızların ve galaksilerin oluşmasından önceki günlerde kendi Karanlık Çağları vardı. Sorun şu ki, bu zaman diliminden itibaren Evrende dolaşan görünür bir ışık yok.
Şimdi Uluslararası Radyo Astronomi Araştırmaları Merkezi'nden (ICRAR) Dr. Benjamin McKinley ve Curtin Üniversitesi liderliğindeki bir gökbilimciler ekibi bu sırların kilidini açmak için Ay'ı kullanıyor.
Evrenin kendi tarihsel zaman çizelgesi vardır ve bu yeni araştırmayı anlamak bu zaman çizelgesine bir bakış gerektirir. Büyük Patlama olayları yuvarladıktan sonra, çok fazla şeyin olmadığı yaklaşık 377.000 yıl vardı. Henüz hiçbir yıldız oluşmamıştı ve fotonların seyahat etmesi çok sıcaktı. Bu ilk zaman diliminde hatırlanması kolay “Erken Evren” adı vardır.
Yaklaşık 377.000 yıllık bir noktada, Evren şeffaflaşacak kadar soğumuştu. O zaman, Evren enerjik hidrojen atomları tarafından yönetildi. Soğuduklarında hidrojen fotonlar serbest bıraktı. Bu zamandan gelen fotonlar Kozmik Mikrodalga Arkaplanı (CMB) olarak bilinir. SPK, kozmosun arka planına basılmış o anın büyük bir parlaması gibi.
377.000 yıl işareti, Karanlık Çağların başladığı yerdir ve yaklaşık 1 milyar yıl işaretine kadar devam etmiştir. Buna Karanlık Çağlar deniyor çünkü yıldız yoktu ve elbette yıldız ışığı yoktu. SPK'dan gelen ışık vardı, ama bize ne bilmemiz gerektiğini söylemiyor. Neyse ki, gökbilimcilerin çalışması için SPK'yı soğutup terk eden hidrojen henüz yapılmadı. Bu hidrojen şimdi nötrdü, ama yine de ara sıra foton saldılar ve bu fotonlar 21 cm'lik nötr hidrojenin spin çizgisi olarak biliniyor. Uf! Nefes al.
Bu da bizi bu yeni çalışmaya getiriyor. Bu nötr hidrojenin üzerinde çok fazla araştırma var, çünkü Evrenin ilk günlerini incelemek için en umut verici yol. Sorun, sinyalin çok zayıf olması ve ön plandaki diğer parlak astrofiziksel nesneler tarafından örtülmesidir. Ölçmek için kullanılan enstrümanlar da azaltılması gereken sistematik etkiler ortaya koymaktadır. Ve bu çalışma gerçekten de bununla ilgili.
Yazarlar, bunun bu araştırma hakkındaki bir dizi makalede ilk olduğunu belirtmektedir. Ay ve Samanyolu'nun onu yansıtan kullanımı, 21 cm'yi incelemek için gereken ince ayarlı kalibrasyonun bir parçasıdır. Hidrojenin dönüş hattı, ya da erken nötr hidrojenden ışık diyeceğimiz şey.
McKinley ve diğer araştırmacılar, Batı Avustralya Çölü'nde radyo-sessiz bir bölgede bulunan Murchison Widefield Dizisi (MWA) adlı bir radyo teleskop kullanıyorlar. MWA, 6 kilometrekarelik bir alanı kapsayan 256 ayrı tesisattan oluşan bir interferometredir. Bu 256 sitenin her biri 16 ayrı alıcı içerir ve tüm sistem birbirine bağlıdır.
McKinley ve ekibinin gerçekten yapmaya çalıştığı şey, Karanlık Çağlardaki nötr hidrojenden gelen ışığı görmek için MWA'yı Evrenin parlaklığını “delmek” için kullanmaktır. Önce Samanyolu'nun parlaklığını, sonra diğer galaksilerden gelen ışığı, sonra da SPK'yı delerler. Umarım, hesaplanan her şeyden sonra, geriye kalan nötr hidrojenden gelen ışıktır. Bu çalışma, ışığı nötr hidrojenden ayırma girişimlerinin başlangıcıdır.
“Tekniğimizin ortalama parlaklığının değerini Ay'ın meydana geldiği noktada ölçtük, tekniğin işe yaradığını göstermek için.” - Dr. McKinley, ICRAR.
Bu ilk deneyde, ekip, gökyüzünün ortalama parlaklığındaki dalgalanmaları ölçmek için Murchison Widefield Dizisinin yeteneklerini kullandı. Bunu gökyüzünü engellemek için Ay'ı kullanarak yaptılar. Space Magazine ile yapılan e-posta alışverişinde Dr. McKinley süreci açıkladı. “Bu yüzden Ay'ı, gökyüzünü gizlemek için görüş alanımıza koyarak ortalama hakkında bir dalgalanma üretmek için kullanıyoruz. Ay'ın parlaklığını bildiğimizi varsayıyoruz (sıcaklığına bağlı olarak) ve böylece gökyüzünün ortalama sıcaklığını çıkarabiliriz. ”
Sorun şu ki, Ay aynı zamanda yansıtıcı bir cisimdir. Evren, etrafta zıplayan radyo dalgalarıyla yaşıyor ve Ay, hesaplanması gereken Samanyolu'ndakiler de dahil olmak üzere bazılarını yansıtıyor. McKinley'nin dediği gibi, “Ama Ay'ın sıcaklığı sadece sıcaklığı ile belirlenmez. Aynı zamanda Dünya'dan gelenler ve uzaydan gelenler de dahil olmak üzere radyo dalgalarını yansıtır. Bu yüzden Ay'dan seken Samanyolu'nu teleskopa modellemek zorunda kaldım. Samanyolu modeline dayanarak yansımanın ne olması gerektiğini hesaplıyoruz ve sonra bunu analizimizde kullanıyoruz (Ay parlaklığından uzaklaştırarak). ”
Samanyolu'nun Ay'dan yansıyan büyüleyici görüntüsü sadece güzel bir resim değil. Ekibin ölçüm yöntemleri için bir tür kavram kanıtıdır. Uzay Dergisi'ne Dr. McKinley, “Galaksimizin ortalama parlaklığının değerini Ay'ın meydana geldiği noktada ölçtük, tekniğin işe yaradığını göstermek için” dedi.
Dr. McKinley ve ekibi, verimli bir soruşturma hattı olmasını umduklarının yalnızca başındalar. Hala erken hidrojen radyo emisyonlarını izole etmek için ön plan ve arka plan emisyonlarını nasıl açıkladıklarını düzeltmeleri gerekiyor. Ancak eğer yapabilirlerse, zor 21 cm'lik nötr hidrojenin spin hattına bir pencere açmış olacaklar. Ve eğer bunu gözlemleyebilirlerse, Evrenin tarihi hakkında bazı temel soruları cevaplamayı umarlar.
- Araştırma Makalesi: “Global 21 cm'lik sinyali MWA-I ile ölçme: Galaktik senkrotron arka planının ay oklüzyonu ile geliştirilmiş ölçümleri”
- ICRAR Basın Bülteni: “Moon Evrenin sırlarını ortaya çıkarmaya yardımcı oluyor”
- Wikipedia Girişi: Evrenin kronolojisi
