새로운 치킨 와이어 망원경은 빅뱅에서 거품을 찾을 것이라고 과학자들은 말합니다.

HERA 어레이 위 밤하늘의 은하수. 망원경은 은하수가 지평선 아래에 있는 4월에서 9월 사이에만 관측할 수 있습니다. 왜냐하면 은하계는 재이온화 시대의 희미한 방사선 감지를 방해하는 많은 무선 잡음을 생성하기 때문입니다. 어레이는 라디오, 휴대폰, 심지어 휘발유 자동차의 사용도 금지된 무선 조용한 지역에 위치해 있습니다.

태초에는 약 138억년 전 '빅뱅'이 있었지만 그 다음은? 약 2억년 후, 잔해 속에서 별들이 합쳐졌습니다. 그런 다음 왜소 은하. 그들의 빛은 은하간 매체와 우리가 알고 있는 우주를 가열했습니다.

별이 처음 켜지는 순간을 "우주의 새벽"이라고 부르는데, 이는 천문학자들이 더 알고 싶어 하는 우주 역사상 독특한 시기입니다. 소위 "인구 1" 별과 작은 은하들은 어떤 모습이었습니까?

제임스 웹 우주망원경(JWST)이 우주의 나이가 약 3억 2500만 년 전일 때 존재했던 은하계를 촬영해 답에 가까워졌습니다. 인상적이지만 충분히 가깝지는 않습니다.

세계에서 가장 민감한 전파 망원경이 대부분 치킨 와이어로 만들어졌음에도 불구하고 한 단계 더 발전하여 이 "우주의 새벽"을 바로 볼 수 있을까요?

아마도 남아프리카 카루 사막에 있는 350개의 전파 망원경 네트워크인 HERA(Hydrogen Epoch of Reionization Array)의 감도가 두 배로 높아졌기 때문일 것입니다. 전파 천문학은 가시광선과 마찬가지로 전자기 복사의 한 형태인 무선 주파수로 하늘을 연구하는 학문입니다. HERA와 같은 어레이는 약한 무선 신호를 증폭하기 위해 지구 표면에 배열됩니다.

HERA의 새로운 감지기는 철조망, PVC 파이프, 전신주로 만들어졌습니다. "2미터 파장에서 치킨 와이어 메쉬는 거울과 같습니다."라고 Dillon은 말했습니다. "모든 정교한 기능은 슈퍼컴퓨터 백엔드에 있습니다."

온라인으로 출판되고 향후 출판을 위해 The Asphysical Letters에 의해 승인된 HERA 팀의 논문은 어레이의 감도를 약 6억 5천만 년 동안 방출된 빛에 대해 2.1배, 그리고 약 4억 5천만 년 후에 방출된 방사선에 대해 2.6배로 향상시킨 방법을 설명합니다. 빅뱅.

그들은 올해 말에 이 새로운 감도를 사용하여 약 2억년 전부터 빅뱅 이후 약 10억년까지 진화한 이온화 및 중성 수소 기포의 3D 지도를 구축할 계획입니다.

재이온화 배열의 수소 신기원(HERA)은 초기 우주에서 21cm 방출을 감지하기 위해 위쪽을 향한 350개의 접시로 구성됩니다. 남아프리카 공화국의 건조한 카루(Karoo) 지역의 전파가 조용한 지역에 위치하고 있습니다.

"우주에 있는 대부분의 발광 물질에 대한 3D 지도를 만드는 것이 향후 50년 이상을 위한 목표입니다"라고 캘리포니아 대학 버클리 천문학과의 연구 과학자이자 논문의 주요 저자인 조슈아 딜런(Joshua Dillon)은 말했습니다. "이것은 우주론에서 잠재적으로 혁명적인 기술을 향해 나아가고 있습니다."

과학자들은 초기 우주의 차가운 수소 내에서 이온화된 수소 거품을 찾아내면서 '우주 암흑기'와 '우주 새벽'을 분리하려고 노력할 것입니다.

초기 결과는 좋습니다. 지금까지 HERA를 사용한 연구에 따르면 최초의 별과 은하계는 이 시기 이후의 다양한 원소와는 달리 주로 수소와 헬륨으로 구성되었을 수 있습니다. 그러나 이는 주로 팀이 찾고 있는 신호를 감지하지 못했다는 사실에 기반합니다.

"우리는 대부분의 다른 원소가 형성되기 전의 우주 기간에 대해 이야기하고 있기 때문에 이는 의미가 있습니다"라고 Dillon은 말했습니다.

가장 중요한 이온화된 기포를 찾는다는 것은 HERA가 중성수소는 흡수하고 방출하지만 이온화된 수소는 흡수하고 방출하지 않는 빛의 파장을 찾는다는 것을 의미합니다. 이를 21센티미터 선(주파수 1,420MHz)이라고 하며, 우주가 팽창하면 길이가 10배(약 2m/6피트) 늘어납니다. 따라서 직경 14미터에서 HERA의 안테나는 이 방사선을 수집하여 감지기에 집중시킬 수 있어야 합니다.