Астрономы приближаются к сигналу, который путешествовал по Вселенной в течение 12 миллиардов лет и поможет им понять жизнь и смерть самых ранних звезд, — пишет eurekalert.org.

Команда, возглавляемая доктором Николь Барри из австралийского Мельбурнского университета и Центра совершенства ARC для астрофизики всего неба в 3 измерениях (ASTRO 3D), сообщает о 10-тикратном улучшении данных, собранных с помощью Murchison Widefield Array (MWA) — набора из 4096 дипольных антенн, установленных в отдаленных внутренних районах Западной Австралии.

MWA, который начал работать в 2013 году, был построен специально для обнаружения электромагнитного излучения, испускаемого нейтральным водородом — газом, который составлял большую часть новорожденной Вселенной в период, когда суп из отключенных протонов и нейтронов, порожденных Большим взрывом, начал остывать.

В конце концов, эти атомы водорода начали собираться вместе, образуя звезды — самые первые из них, которые стали началом основной фазы эволюции Вселенной, известной как Эпоха Реионизации или EoR.

«Определение эволюции EoR чрезвычайно важно для нашего понимания астрофизики и космологии, — объясняет доктор Барри. — До сих пор, однако, никто не смог наблюдать это. Эти результаты приближают нас к этой цели».

Нейтральный водород, который доминировал в пространстве и времени до и в ранний период EoR, излучал свет на длине волны около 21 сантиметра. Из-за расширения Вселенной сигнал, растянувшийся теперь примерно на два метра, сохраняется, и его обнаружение остается теоретически лучшим способом исследования условий в первые дни существования Космоса.

«Сигналу, который мы ищем, более 12 миллиардов лет, — объясняет член ASTRO 3D и соавтор доцент Кэтрин Тротт из Международного центра радиоастрономических исследований в Университете Кертина в Западной Австралии. — Он исключительно слабый, и между ним и нами много других галактик. Они мешают и очень затрудняют получение информации, которую мы ищем».

Другими словами, сигналы, записанные MWA — и другими устройствами EoR-охоты, такими как «Водородная эпоха реионизационного массива» в Южной Африке и «Низкочастотный массив» в Нидерландах, — чрезвычайно беспорядочные.

Используя 21 час необработанных данных, ученые исследовали новые методы для уточнения анализа и исключения постоянных источников загрязнения сигнала, включая сверхслабые помехи, создаваемые радиовещанием на земле.

Результатом стал уровень точности, который значительно сократил диапазон, в котором мог начаться EoR, увеличивая ограничения почти на порядок.

«Мы не можем сказать, что эта статья приближает нас к точному датированию начала или конца EoR, но исключает некоторые из наиболее экстремальных моделей, — говорит профессор Тротт. — То, что это произошло очень быстро, теперь исключено. Так же как и то, что условия были очень холодными».

Доктор Барри сказала, что результаты представляют собой не только шаг вперед в глобальном стремлении исследовать новорожденную Вселенную, но и создают основу для дальнейших исследований.

«У нас есть около 3000 часов данных из MWA, — объясняет она, — и для наших целей некоторые из них более полезны, чем другие. Такой подход позволит нам определить, какие биты наиболее перспективны, и проанализировать их лучше, чем когда-либо прежде».