MIT와 Arizona State University 연구원들은 우주의 첫 번째 별의 발 뒤꿈치에 뜨겁습니다. 빅뱅 이후 불과 1 억 8 천만 년 후에는 별이 많은 수소 가스의 희미한 신호를 추적했습니다.
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모든 것이 어디에서 오는가? 그것은 사람들이 옛날부터 대답하기 위해 불타고있는 질문 중 하나입니다. 매우 복잡한 질문이지만 과학은 답을 함께 모으기 위해 약간의 비트와 조각을 제공 할 수 있습니다. MIT와 Arizona State University 연구원들이 오늘 출판 한 논문은 그러한 기본 부분을 발견했습니다. 수소 가스의 가장 초기 증거와 우리가 본 별개의 가장 초기 증거
우리가 왔을 때의 가스
이 팀은 서호주의 원격 부분에 갇힌 테이블 크기의 무선 안테나를 사용하여 (글로벌 EOR 서명을 감지하기위한 실험), 빅뱅 이후 불과 1 억 8 천만 년이 지난 수소 가스에 의해 생성 된 추적 신호를 픽업 할 수있었습니다. 이것은 초기 우주에서 수소의 존재에 대해 우리가 본 초기의 증거입니다. 수소가 가장 단순하고 먼저 원자를 고려할 때 매우 중요한 발견입니다. 이 팀은 또한이 시점까지 세계 첫 별의 가스 보어 흔적을 결정할 수있었습니다.
Edges 기기는 Resionization의 Epoch 또는 EOR로 알려진 우주 역사에서 생성 된 무선 신호를 선택하도록 설계되었습니다. 이 기간 동안 우리는 주로 수소 가스로 구성된 일종의 우주 원시 수프에서 첫 번째 빛의 원천 (예 :별과 같은)이 세상에서 생겨 났다고 생각합니다. 이 시간 이전에는 우주의 물체를 변화시키는 에너지 부족으로 인해 발생하지 않았다. 예를 들어, 수소는 에너지 상태가 주변의 우주 배경 방사선과 구별 할 수 없게 되었기 때문에 사실상 눈에 보이지 않았다.
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그러나 이러한 빛과 에너지 원의 탄생은 수소 가스를 이온화하여 에너지 상태를 바꾸고 에너지를 무선 파도로 방출하게합니다. 이것이 바로 가장자리가 픽업되도록 설계된 것입니다.
.그러나 모든 것이 계획에 따라 진행되는 것은 아닙니다. 팀이 주파수 범위를 살펴 보았을 때 안테나는 100 ~ 200 Megahertz 사이에 픽업하도록 설계되었을 때 어떤 신호도 거의 집어 들지 않았습니다.
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그들이 생각해 낸 한 가지 설명은이 초기 수소가 가스 온도를 과대 평가할 수있는 배출량을 계산하는 데 사용한 이론적 모델입니다. 그래서 그들은 수소와 그 환경이 거의 동일하고 낮은 온도라고 가정하면서 숫자를 다시 시작했습니다. 그들은 그들의 최선의 방법은 50 ~ 100 Megahertz 주파수 범위를 검색하는 것이라고 결정했기 때문에 안테나를 반환하고 스위치를 다시 뒤집 었습니다.
.이 장치는 평평한 흡수 프로파일 (즉, 무선 파동 스펙트럼의 딥)을 집중했습니다. Rogers는 주파수가“빅뱅 이후 약 1 억 8 천만 년”에 해당하며“이것은 우리가 아직 가지고있는 수소에서 신호를 가장 빨리 탐지해야한다고 덧붙였다. 우리는 사물을 원근법에두기 위해 우주가 최소 110 억 년이라는 것을 알고 있으며, 대부분의 추정치는 나이가 135 억 년을 넘는 것입니다.
무선 프로파일은 별-하이드로겐 상호 작용의 이론적 예측과 일치합니다. 이 초기 항성체는 자외선 방사선을 공극에 쏟아 부어 주변의 수소 몸체를 이온화했습니다. 결과적으로, 가스는 배경 방사선을 흡수하기 시작하여 단일 전자의 스핀을 변화시켰다. 궁극적으로,이 변화는 21 센티미터의 특징적인 파장 또는 1,420 Megahertz의 주파수에서 방사선을 흡수하기보다는 방사선을 방출하게 만들었습니다. 실제로 처음으로 '가시적'이되었습니다.
.붉은 편이는이 파도에 영향을 미쳤으므로 오늘날 지구에 도달 할 때까지 100 메가 헤르츠의 범위에있었습니다.
그러나 무선 스펙트럼의 딥은 또한 예측 한 모델보다 강하고 깊고 더 깊었습니다. 팀은 수소 가스와 우주 전체가 이전에 추정 한 것보다 두 배나 추워 졌다고 추정합니다.
발견의 가장자리
이 연구는 앞으로 오랫동안 우주의 초기 역사에 대한 최고의 창일 것입니다. 이러한 결과를 얻으려면 놀라운 과학적 노력이 필요했습니다. 엔지니어와 과학자들은이 신호를 집어 들기 위해 가장자리 기기를 설계, 재 설계 및 재 보정하는 데 수년간의 노력이 필요했습니다. Peter Kurczynski, 가장자리를 구축 한 조직인 National Science Foundation의 천문학 과학 부서의 고급 기술 및 계측 프로그램 책임자 인 Peter Kurczynski는“허리케인 한가운데에 있고 벌새의 날개의 플랩을 들으려고 노력합니다.”
.호주의 중간에 지어진 곳 (적어도 어디에도 제곱이 없어야 함) 가장 먼 곳 이었기 때문에 인공 무선 신호의 간섭이 제한되어있어 안테나가 픽업하도록 설계된 신호를 쉽게 압도 할 수 있습니다.
.그것은 또한 우리가 우주 의이 시대에 들어가는 첫 번째 실제 엿보기이기도합니다. 특히 중요한 것은 우주의 초기 시절이었습니다. 오늘날 우리가 보는 모든 것의 기초는 그 시대에 배치되었습니다.
“Sky Averaged Spectrum의 78 Megahertz를 중심으로 한 흡수 프로파일”이 저널에 출판되었습니다. .
