Телескоп MeerKAT уловил радиосигнал водорода из далекого прошлого Вселенной
Астрономы из Манчестерского университета и Университета Западно-Капской провинции зафиксировали слабый радиосигнал нейтрального водорода, который летел к Земле до пяти миллиардов лет. Для работы исследователи использовали южноафриканский радиотелескоп MeerKAT. Результаты исследования опубликовал научный журнал The Astrophysical Journal Letters.
Команда применила метод картирования интенсивности водорода. Нейтральный водород излучает радиоволны на длине 21 сантиметр. Вселенная постоянно расширяется, поэтому эта волна растягивается, и наземные приборы принимают сигнал на более низких частотах. Метод позволяет не находить каждую галактику по отдельности. Телескоп собирает суммарный сигнал от множества неразличимых галактик в огромных объемах пространства и помогает строить трехмерную карту космических структур.
Раньше астрономы подтверждали этот сигнал на больших расстояниях только тогда, когда совмещали радиоданные с оптическими обзорами неба. Теперь авторы выделили сигнал водорода исключительно по радиоизмерениям MeerKAT. Ведущий автор работы Сурабх Пол объяснил, что сигнал водорода очень слабый, поэтому ученым пришлось очистить данные от шумов аппаратуры, радиопомех земного происхождения и фонового излучения других космических источников.
Исследователи обработали 96 часов наблюдений, которые радиотелескоп провел в 2018 году. Соавтор работы профессор Марио Сантос отметил, что MeerKAT собрал эти данные в самом начале своей научной эксплуатации. Астрономы зафиксировали радиосигнал для двух эпох космической истории с красным смещением z ≈ 0,32 и z ≈ 0,44. В эти периоды возраст Вселенной был на четыре и пять миллиардов лет меньше, чем сегодня.
Полученные измерения показывают распределение нейтрального водорода на масштабах в несколько миллионов световых лет. Это сопоставимо с расстоянием от Млечного Пути до соседней галактики Андромеды. Соавтор статьи Чжаотин Чен подчеркнул, что нейтральный водород выступает базовым материалом для зарождения и эволюции звездных систем. Новый подход помогает изучать распределение скрытой массы и проверять, как темная материя формирует крупномасштабную космическую паутину.
Телескоп MeerKAT служит технологическим предшественником гигантской международной радиообсерватории SKA (Square Kilometre Array). Соавтор исследования профессор Лора Вольц добавила, что картирование интенсивности водорода станет одной из главных программ для будущего комплекса. В дальнейшем ученые планируют увеличить время наблюдений и охватить более широкие области неба.
Визуализация Pro Космоса
