Vesolje ni bilo vedno tako dobro osvetljeno mesto. V dneh, preden so nastale zvezde in galaksije, je imelo svoje temno dobo. Težava je v tem, da ni vidne svetlobe, ki potuje skozi vesolje iz tega časovnega obdobja.
Zdaj skupina astronomov pod vodstvom dr. Benjamina McKinleyja iz Mednarodnega centra za radioastronomske raziskave (ICRAR) in univerze Curtin uporablja Luno, da bi odkrila te skrivnosti.
Vesolje ima svojo zgodovinsko časovnico in razumevanje te nove raziskave zahteva pogled na to časovnico. Potem ko so se v Velikem pokotu stvari zasukale, je bilo približno 377.000 let, kjer se ni zgodilo prav veliko. Nobena zvezda se še ni oblikovala in bilo je ravno prevroče, da bi potovali fotoni. Ta prvi del časa ima ime, ki ga je enostavno zapomniti, "zgodnji vesolje."
Pri približno 377.000 letni oznaki se je vesolje dovolj ohladilo, da je postalo pregledno. V Vesolju so takrat prevladovali energijski vodikovi atomi. Ko so se hladili, vodik sprošča fotone. Fotoni iz tega časa so znani kot kozmično mikrovalovno ozadje (CMB). CMB je nekako kot velik trenutek tistega trenutka, vtisnjen v ozadje kozmosa.
Zaznamovanje 377.000 let je začelo temno dobo in se je nadaljevalo do približno milijarde let. Temu se reče, ker ni bilo zvezd in seveda nobene zvezdne svetlobe. Svetloba CMB je prišla, vendar nam ne pove, kaj moramo vedeti. Na srečo vsega tistega vodika, ki se je ohladil in zapustil CMB, da bi ga astronomi lahko preučevali, še ni bilo storjeno. Ti vodiki so bili zdaj nevtralni, vendar so še vedno sproščali občasni foton, ti fotoni pa so znani kot 21 cm vrtenja nevtralnega vodika. Phew! Vdihnite.
Kar nas pripelje do te nove študije. O tem nevtralnem vodiku je veliko raziskav, ker je to najbolj obetaven način za preučevanje prvih dni vesolja. Težava je v tem, da je signal zelo šibek in ga v ospredju zajemajo drugi svetli astrofizični predmeti. Instrumenti, ki se uporabljajo za merjenje, prinašajo tudi sistematične učinke, ki jih je treba zmanjšati. In to je tisto, kar v resnici govori o tej študiji.
Avtorji poudarjajo, da je to prvi v nizu prispevkov o tej raziskavi. Uporaba Lune in Mlečne poti, ki se odsevata od nje, sta del natančno nastavljene kalibracije, potrebne za sondiranje 21 cm. vrtilna linija vodika ali kako bomo imenovali svetlobo zgodaj nevtralnega vodika.
Dr. McKinley in drugi raziskovalci uporabljajo radijski teleskop z imenom Murchison Widefield Array (MWA), ki se nahaja v radijsko tihem območju v puščavi Zahodna Avstralija. MWA je interferometer, sestavljen iz 256 ločenih naprav, ki pokrivajo površino 6 kvadratnih kilometrov. Vsako od teh 256 mest vsebuje 16 ločenih sprejemnikov, pri čemer je celoten sistem povezan.
Dr. McKinley in njegova ekipa resnično poskušajo uporabiti MWA, da se "vrtajo" skozi svetlost Vesolja, da bi videli temno svetlobo iz nevtralnega vodika. Najprej se vrtajo skozi svetlost Mlečne poti, nato svetloba iz drugih galaksij, nato pa CMB. Upajmo, da je po vsem, kar je bilo ugotovljeno, še vedno luč iz nevtralnega vodika. Ta študija je začetek njihovega poskusa izolacije svetlobe iz nevtralnega vodika.
"Izmerili smo vrednost srednje svetlosti naše Galaksije na mestu, kjer jo Luna okultizira, da bi pokazali, da tehnika deluje." - Dr. McKinley, ICRAR.
V tem zgodnjem poskusu je ekipa uporabila zmogljivosti Murchison Widefield Array za merjenje nihanj srednje svetlosti neba. To so storili z Luno, da so blokirali nebo. Dr. McKinley je v izmenjavi e-pošte z Space Magazine razložil postopek. "Torej uporabljamo Luno za nihanje srednje vrednosti, tako da jo postavimo v svoje vidno polje, da zakrije nebo. Domnevamo, da poznamo svetlost Lune (glede na njeno temperaturo) in zato lahko sklepamo na srednjo temperaturo neba. "
Težava je v tem, da je Luna tudi odsevno telo. Vesolje je živo z radijskimi valovi, ki skačejo naokoli, Luna pa odseva nekatere od njih - tudi tiste iz Mlečne poti -, ki jih je treba upoštevati. Kot pravi dr. McKinley, "Toda temperatura Lune ni določena samo z njeno temperaturo. Odseva tudi radijske valove, vključno s tistimi, ki izvirajo z Zemlje, in tistimi, ki prihajajo iz vesolja. Zato sem moral modelirati Mlečno pot, ki se je odbila od Lune v teleskop. Izračunamo, kaj naj bi odsev temeljil na vzorcu Mlečne poti, nato pa ga uporabimo v naši analizi (odštejemo ga od Lunove svetlosti). "
Fascinantna podoba Mlečne poti, odsevane od Lune, ni le lepa slika. Predstavlja nekakšen dokaz koncepta za metode merjenja v skupini. "Izmerili smo vrednost srednje svetlosti naše Galaksije na mestu, kjer jo Luna okultizira, da bi pokazali, da tehnika deluje," je dr. McKinley povedal za Space Magazine.
Dr. McKinley in njegova ekipa so šele na začetku, za kar upajo, da bo plodna preiskava. Še vedno morajo izpopolniti način, kako se ukvarjajo z osnovnimi in osnovnimi emisijami, da bi izolirali zgodnje emisije vodikovega radia. Če pa le morejo, bodo odprli okno na nedoločljivo 21 cm vrtenje nevtralnega vodika. In če to opazijo, upajo odgovoriti na nekaj temeljnih vprašanj o zgodovini Vesolja.
- Raziskovalni članek: "Merjenje globalnega 21-centimetrskega signala z MWA-I: izboljšane meritve ozadja galaktičnega sinhrotra z uporabo lunarne okultacije"
- Izjava za medije ICRAR: "Luna pomaga razkriti skrivnosti vesolja"
- Vpis v Wikipediji: Kronologija vesolja
