'Orang -orang berpikir ini tidak bisa dilakukan': para ilmuwan mengamati cahaya 'fajar kosmik' dengan teleskop di bumi untuk pertama kalinya
Untuk pertama kalinya, para ilmuwan telah menggunakan teleskop berbasis bumi untuk mengintip kembali ke fajar kosmik-era lebih dari 13 miliar tahun yang lalu ketika cahaya dari bintang-bintang pertama mulai membentuk kembali alam semesta kita.
Cahaya residu dari zaman kuno ini adalah milimeter dalam panjang gelombang dan sangat pingsan, yang berarti bahwa meskipun observatorium berbasis ruang telah mampu mengintip ke dalamnya, sinyal ditenggelamkan oleh radiasi elektromagnetik di atmosfer Bumi sebelum teleskop berbasis darat dapat mendeteksi cahaya primordial.
Tetapi sekarang, dengan menggunakan teleskop yang dirancang khusus, para ilmuwan di proyek Surveyor Scale (Kelas) Kosmologi Kosmologi telah mendeteksi jejak yang ditinggalkan oleh bintang -bintang pertama di latar belakang cahaya latar belakang Big Bang. Mereka menerbitkan temuan mereka 11 Juni di Jurnal Astrofisika.
“Orang-orang mengira ini tidak bisa dilakukan dari tanah,” rekan penulis belajar Pernikahan TobiasPemimpin Proyek Kelas dan Profesor Fisika dan Astronomi di Universitas Johns Hopkins, kata dalam sebuah pernyataan. “Astronomi adalah bidang terbatas teknologi, dan sinyal gelombang mikro dari fajar kosmik terkenal sulit untuk diukur. Pengamatan berbasis darat menghadapi tantangan tambahan dibandingkan dengan ruang. Mengatasi hambatan tersebut menjadikan pengukuran ini sebagai pencapaian yang signifikan.”
Observatorium kelas berada di ketinggian 16.860 kaki (5.138 meter) di pegunungan Andes di Gurun Atacama di Chili utara. Teleskop, yang memperoleh cahaya pertamanya pada tahun 2016, disetel untuk mensurvei langit pada frekuensi gelombang mikro. Selain memungkinkannya Peta 75% dari langit malamsensitivitas teleskop yang belum pernah terjadi sebelumnya memungkinkannya menerima sinyal gelombang mikro dari fajar kosmik, atau miliar tahun pertama kehidupan alam semesta.
Untuk 380.000 tahun pertama setelah Big Bangalam semesta dipenuhi dengan awan elektron yang begitu padat sehingga cahaya tidak bisa melintasi itu. Tetapi kosmos kami akhirnya berkembang dan dingin, dan elektron ditangkap oleh proton untuk membentuk atom hidrogen.
Terkait: Astronom menemukan inti galaksi penggabungan pertama di Cosmic Dawn
Atom-atom hidrogen ini tidak hanya memungkinkan cahaya gelombang microwave panjang untuk bergerak dengan bebas-mengisi ruang dengan latar belakang gelombang mikro kosmik (CMB)-tetapi juga, di mana itu cukup padat, runtuh di bawah gravitasi dan dinyalakan untuk membentuk bintang pertama. Cahaya dari bintang -bintang ini kemudian membangkitkan kembali kantong -kantong gas hidrogen yang tidak digumpal, memisahkan elektron mereka sehingga beberapa bertabrakan dengan cahaya dari CMB, menyebabkannya menjadi terpolarisasi.
Sinyal dari bagian CMB terpolarisasi ini adalah bagian penting dari teka -teki kosmologis; Tanpa itu, gambaran kami tentang alam semesta awal tetap berlumpur.
Dan sementara upaya dari teleskop berbasis ruang masa lalu, seperti NASAProbe anisotropi microwave Wilkinson (WMAP) dan Badan Antariksa EropaTeleskop luar angkasa Planck, telah mengisi bagian -bagian dari celah ini, gambar -gambar mereka berisi kebisingan dan, menjadi satelit, tidak dapat di -tweak dan ditingkatkan setelah dikerahkan di orbit.
“Mengukur sinyal reionisasi ini lebih tepatnya adalah perbatasan penting dari penelitian latar belakang microwave kosmik,” rekan penulis Charles Bennettseorang profesor fisika di Johns Hopkins yang memimpin Misi Luar Angkasa WMAP, mengatakan dalam pernyataan itu.
Untuk sampai pada pengamatan ini, para peneliti membandingkan data teleskop kelas dengan yang dari misi Planck dan WMAP, mempersempit sinyal umum untuk cahaya gelombang mikro terpolarisasi.
“Bagi kami, alam semesta seperti laboratorium fisika. Pengukuran yang lebih baik dari alam semesta membantu untuk memperbaiki pemahaman kita tentang materi gelap dan neutrino, partikel berlimpah tetapi sulit dipahami yang memenuhi alam semesta,” tambah Bennett. “Dengan menganalisis data kelas tambahan ke depan, kami berharap dapat mencapai ketepatan tertinggi yang dapat dicapai.”
