天文学家从宇宙最早的天文恒星中探测到信号

2021-10-18 21:29:44杜涛贤导读 利用实验检测全球EoR签名(EDGES)，一个位于澳大利亚西部无线电静默区的学家信号CSIRO Murchison射电天文台的小型地面射电望远镜，天文学家已经发现

利用实验检测全球EoR签名(EDGES)，从宇测一个位于澳大利亚西部无线电静默区的宙最早的中探CSIRO Murchison射电天文台的小型地面射电望远镜，天文学家已经发现了早期宇宙中出现的恒星恒星信号。这一发现发表在2018年3月1日的天文“ 自然 ”杂志上。

在大爆炸之后，学家信号宇宙冷却并且变暗了数百万年。从宇测在黑暗中，宙最早的中探重力将物质拉到一起，恒星直到恒星形成并迸发出生命，天文带来“宇宙的学家信号黎明”。

新探测到的从宇测无线电信号标志着天文学家在那一刻所见到的最近。

天文学家说：“我们发现的宙最早的中探信号非常微弱，来自宇宙历史上的恒星136亿年。”

“发现这个微不足道的信号为早期的宇宙打开了一扇新窗口，”主要作者，亚利桑那州立大学的天文学家贾德鲍曼博士说。

“望远镜看不到足以直接成像这些古老的恒星，但我们已经看到它们在从太空进入的无线电波中开启。”

早期宇宙的模型预测最早的恒星是巨大的，蓝色的和短暂的。

然而，由于望远镜无法看到它们，天文学家一直在寻找间接证据，例如宇宙中渗透的背景电磁辐射的变化，称为宇宙微波背景(CMB)。

例如，在CMB无线电信号中，强度略有下降，但地球拥挤的无线电波环境阻碍了天文学家的搜索。这种下降发生在65到95 MHz之间的波长处，与FM收音机拨号盘上一些最广泛使用的频率重叠，以及从我们的银河系中自然发出的蓬勃发展的无线电波。

“进行这种检测存在巨大的技术挑战，”科学基金会项目主任Peter Kurczynski博士说。

“噪音源可能比信号亮10,000倍 - 就像是在飓风中间，试图听到蜂鸟翅膀的襟翼。”

尽管有这些障碍，天文学家仍然有信心找到这样的信号是可能的，这要归功于先前的研究表明，第一颗恒星释放了大量的紫外线。那光与自由浮动的氢原子相互作用，开始吸收周围的CMB光子。

“这是恒星开始形成的第一个真实信号，开始影响它们周围的介质，”共同作者，麻省理工学院Haystack天文台的科学家Alan Rogers博士解释道。

“在这一时期发生的事情是，来自最初恒星的一些辐射开始让氢被看到。它导致氢气开始吸收背景辐射，所以你开始在特定的无线电频率下看到轮廓。“

检测到的信号中的某些特征也表明，氢气和整个宇宙的温度必须是科学家之前估计的两倍，温度约为3开尔文(零下454华氏度，或零下270摄氏度)。

该团队不确定为什么早期的宇宙变得如此寒冷，但一些科学家已经暗示与暗物质的相互作用可能起到了一定的作用。

“这些结果需要对我们目前对宇宙早期演化的理解进行一些改变，”Haystack天文台主任Colin Lonsdale博士说。

“它会影响宇宙学模型，并要求理论家重新考虑他们的想法，以弄清楚会发生什么。”