우주가 항상 그처럼 밝은 곳은 아니 었습니다. 그것은 별과 은하가 형성되기 전의 시절에 고유 한 암흑기를 가지고있었습니다. 문제는이시기부터 우주를 통과하는 가시 광선이 없다는 것입니다.
현재 국제 전파 천문학 연구소 (ICRAR) 센터와 커틴 대학교 (Curtin University)의 벤자민 맥킨리 (Mr. Benjamin McKinley) 박사가 이끄는 천문학 자 팀은이 비밀을 풀기 위해 달을 사용하고있다.
우주에는 고유 한 역사적인 타임 라인이 있으며이 새로운 연구를 이해하려면이 타임 라인을 살펴 봐야합니다. 빅뱅이 물건을 굴린 후, 그다지 많지 않은 곳에서 약 377,000 년이 걸렸습니다. 별은 아직 형성되지 않았으며 광자가 여행하기에는 너무 뜨겁습니다. 이 첫 번째 덩어리는 기억하기 쉬운 이름 인“Early Universe”입니다.
약 377,000 년 만에 우주는 투명 해 질 정도로 충분히 식었습니다. 당시 우주는 활기찬 수소 원자에 의해 지배되었습니다. 그들이 냉각되면서 수소는 광자를 방출했다. 이 시점의 광자는 우주 전자파 배경 (CMB)이라고합니다. CMB는 우주의 배경에 각인 된 그 순간의 큰 섬광과 같습니다.
377,000 년 마크는 암흑 시대가 시작된 곳이며 약 10 억 년 마크까지 계속되었습니다. 별이없고 별빛도 없기 때문에 암흑기라고 불립니다. CMB의 빛이 있었지만 우리가 알아야 할 것을 알려주지는 않습니다. 운 좋게도 천문학 자들이 연구하기 위해 냉각되고 CMB를 떠난 모든 수소는 아직 완료되지 않았습니다. 그 수소는 현재 중성이지만, 때때로 가끔 광자를 방출했으며, 그 광자는 21cm 중성 수소 스핀 라인으로 알려져 있습니다. 휴! 숨을.
이 새로운 연구에 우리를 제공합니다. 이 중성 수소에 대한 많은 연구가 있습니다. 왜냐하면 그것은 우주의 초기를 연구하기위한 가장 유망한 방법이기 때문입니다. 문제는 신호가 매우 약하고 전경의 다른 밝은 천체 물리적 물체에 의해 가려져 있다는 것입니다. 이를 측정하는 데 사용되는 기기는 또한 체계적인 영향을 줄여야합니다. 이것이 바로이 연구의 주제입니다.
저자는 이것이 이번 연구에 관한 일련의 논문 중 첫 번째라고 지적했다. 달과 은하수를 반영하는 것은 21cm를 탐사하는 데 필요한 미세 조정 된 교정의 일부입니다. 수소의 스핀 라인, 또는 우리가 초기 중성 수소의 빛을 부를 것입니다.
맥킨리 박사와 다른 연구자들은 웨스턴 오스트레일리아 사막의 조용한 지역에 위치한 Murwason Widefield Array (MWA) 라 불리는 무선 망원경을 사용하고 있습니다. MWA는 6 평방 킬로미터의 면적을 커버하는 256 개의 개별 설치로 구성된 간섭계입니다. 이 256 개 사이트 각각에는 16 개의 개별 수신기가 있으며 전체 시스템이 서로 연결되어 있습니다.
맥킨리 박사와 그의 팀이 실제로하려고하는 것은 암흑 시대의 중성 수소의 빛을보기 위해 우주의 밝기를 통해“드릴 다운”하기 위해 MWA를 사용하는 것입니다. 먼저 그들은 은하수의 밝기, 다른 은하계의 빛, CMB를 뚫습니다. 다행스럽게도, 고려 된 모든 결과가 남은 것은 중성 수소의 빛입니다. 이 연구는 빛을 중성 수소에서 분리하려는 시도의 시작입니다.
"우리는 달이 신비로운 지점에서 은하의 평균 밝기 값을 측정하여이 기술이 효과가 있음을 보여주었습니다." – ICRAR 맥킨리 박사.
이 초기 실험에서 팀은 Murchison Widefield Array의 기능을 사용하여 하늘의 평균 밝기 변동을 측정했습니다. 그들은 달을 사용하여 하늘을 막아서 이렇게했습니다. Space Magazine과의 이메일 교환에서 McKinley 박사는 그 과정을 설명했습니다. “우리는 달을 사용하여 하늘을 잠식하기 위해 시야에 두어 평균에 대한 변동을 일으 킵니다. 우리는 달의 밝기 (온도를 기준으로)를 알고 있다고 가정하여 하늘의 평균 기온을 추론 할 수 있습니다.”
문제는 달도 반사체라는 것입니다. 우주는 전파가 튀어 나와서 살아 있으며, 달은 은하계를 포함하여 설명해야 할 것들을 반영합니다. 맥킨리 박사는“달의 온도는 온도에 의해서만 결정되는 것은 아닙니다. 또한 지구에서 온 전파와 우주에서 오는 전파를 포함한 전파를 반사합니다. 그렇기 때문에 달에서 망원경으로 튀는 은하수를 모델링해야했습니다. 우리는 은하수 모델을 기반으로 반사를 계산 한 다음 분석에서이를 사용하여 달의 밝기에서 빼냅니다.”
달에 반사 된 은하수의 매혹적인 이미지는 단순한 그림이 아닙니다. 팀의 측정 방법에 대한 일종의 개념 증명을 나타냅니다. McKinley 박사는“우리는 달이 신비로운 지점에서 은하의 평균 밝기 값을 측정하여이 기술이 효과가 있다는 것을 보여 주었다”고 Space Magazine에 말했다.
맥킨리 박사와 그의 팀은 그들이 희망적인 결과의 시작일에 불과합니다. 그들은 초기 수소 무선 방출을 분리하기 위해 전경 및 배경 배출을 설명하는 방법을 계속 개선해야한다. 그러나 그들이 할 수 있다면 그들은 21cm의 중성 수소 스핀 라인에 창문을 열었을 것이다. 그리고 그들이 그것을 볼 수 있다면, 그들은 우주의 역사에 관한 몇 가지 근본적인 질문에 대답하기를 희망합니다.
- 연구 논문 :“MWA-I로 21cm 전 세계 신호 측정 : 달의 오컬트 레이션을 이용한 은하 싱크로트론 배경 측정 개선”
- ICRAR 보도 자료 : "달은 우주의 비밀을 밝히는 데 도움이됩니다"
- Wikipedia Entry : 우주의 연대기
