近期有望侦测到世界第一颗星星的光

放大字体  缩小字体 2019-12-06 20:10:41  阅读:4475 作者:责任编辑NO。谢兰花0258

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翻译:田程偲

校对:郭皓存

编列:胡暖暖

后台:库特莉亚芙卡 李子琦

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一个科学家团队正在测验运用默奇森宽场阵列(Murchison Widefield Array,简称MWA)射电望远镜,寻觅来自世界榜首代恒星宣布的信号。开端的恒星是在世界黑暗年代之后构成的。为了找到它们的“榜首束光”,研讨人员测验着找到中性氢的信号,因为中性氢是黑暗年代之后世界中物质的主导成份。

MWA射电望远镜正在查找榜首代恒星宣布的信号。

Credit: Goldsmith/MWA Collaboration/Curtin University

初代恒星并不是在世界诞生的一开端就存在的,而是阅历了一个绵长的演化过程。大爆炸之后的一段时刻内,世界温度极高,温度高到原子无法构成,而没有原子,也就不行能有恒星。直到大爆炸之后的大约377,000年,世界才胀大并冷却到足以构成原子的状况,弥漫着由中性氢和少数的氦(以及痕量锂)组成的星云物质,直到这些星云物质不断凝集构成原始星核。尔后,世界再电离年代期间,最早的恒星开端逐渐构成。

为了找到来自中性氢难以捉摸的信号,研讨人员对坐落西澳大利亚偏远地区的MWA进行了重新装备。在2013年刚开端运行时,MWA只要128块由2048个无线电天线摆放组成的“瓦”,而现在为了寻觅中性氢信号,“瓦”的数量增加了整整一倍,到达256块,整个阵列被重新摆放。一切这些接收器收集到的数据都被馈送到名为“Correlator”的超级计算机中。

由256个接收器组成的MWA射电望远镜。

Credit: MWA Collaboration/Curtin University.

行将在《天体物理学》上宣布的一篇新论文展现了对新装备阵列的数据的初次剖析成果。该论文的榜首作者是布朗大学的博士生Wenyang Li,标题为“ First Season MWA Phase II EoR Power Spectrum Results at Redshift 7”。

为了了解来自中性氢的信号强度,研讨人员为该信号设置了最低极限,这是查找中性氢弱小信号的要害。

“咱们咱们可以自傲地说,假如中性氢信号强于咱们设定的最低极限,那么望远镜将必定可以勘探到它。” 布朗大学物理学助理教授兼论文的通讯作者Jonathan Pober说道。“这些发现可以在必定程度上协助咱们进一步缩小从世界黑暗年代完毕到初代恒星发生的时刻规模。”

第4-5段)

世界前史图解

Credit: Djorgovski et al, (Caltech)

科学家们想知道跟着黑暗年代的到来,中性氢是怎么改变,并进入了再电离年代。榜首代恒星为咱们今日看到的世界结构奠定了根底,但若想要真实了解它们,科学家还要找到从早期中性氢宣布的信号。

但想要找到这些弱小的信号并不简单,只要极端活络的勘探器才干发现它们。虽然中性氢开端宣布的辐射波长为21 cm,但因为世界的胀大,信号现在已被拉伸到大约2米。因为长达2米的信号很简单在许多其他相似天然和人为信号中丢掉,所以地理学家挑选将MWA建立在澳大利亚偏远地区,这样做才可以使中性氢信号尽可能与无线电噪声阻隔。

“一切其他来历的信号强度都比咱们企图勘探的中性氢信号强许多数量级。” Pober说道, “即使是飞机反射的FM无线电信号从望远镜上方通过,也足以搅扰数据。”

这也是Correlator超级计算机处理才能的用武之地。Correlator不只可以筛弃污染信号,也兼具考虑MWA性质的才能。

从大爆炸到现在的世界演化图,这中心还包含两个再电离年代。

Credit: NASA, ESA, and A. Feild (STScI)

“当调查不同频率或波长的无线电时,咱们应该对望远镜进行相应调整。” Pober说道,“校对望远镜关于辨认天体物理污染物和方针信号至关重要。”

MWA阵列的重新装备、数据剖析技能、Correlator超级计算机以及研讨人员的辛勤工作,种种尽力使得论文得出了中性氢信号的新上限值。这是与MWA协作的科学家们第2次发布的更准确的限值。跟着研讨的不断深入,科学家们期望终究可以找到难以捉摸的中性氢信号。

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责任编辑:郭皓存

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