Los astrónomos se están acercando a una señal que ha estado viajando a través del Universo durante 12 mil millones de años, acercándolos a comprender la vida y la muerte de las primeras estrellas.
En un documento sobre el sitio de preimpresión arXiv y que pronto se publicará en el Revista astrofísica , un equipo dirigido por el Dr. Nichole Barry de la Universidad de Melbourne de Australia y el Centro de Excelencia ARC para All Sky Astrophysics in 3 Dimensions ASTRO 3D informa una mejora de 10 veces en los datos recopilados por el Murchison Widefield Array MWA -- una colección de 4096 antenas dipolo ubicadas en el remoto interior de Australia Occidental.
El MWA, que comenzó a funcionar en 2013, fue construido específicamente para detectar la radiación electromagnética emitida por el hidrógeno neutro, un gas que comprendía la mayor parte del universo infantil en el período en que comenzó la sopa de protones y neutrones desconectados generados por el Big Bangpara enfriar.
Finalmente, estos átomos de hidrógeno comenzaron a agruparse para formar estrellas, las primeras en existir, iniciando una fase importante en la evolución del Universo, conocida como la Época de Reionización o EoR.
"Definir la evolución de la EoR es extremadamente importante para nuestra comprensión de la astrofísica y la cosmología", explica el Dr. Barry.
"Hasta ahora, sin embargo, nadie ha podido observarlo. Estos resultados nos acercan mucho más a ese objetivo".
El hidrógeno neutro que dominaba el espacio y el tiempo antes y en el período inicial de la EoR irradiaba a una longitud de onda de aproximadamente 21 centímetros. Estirada ahora a algún lugar por encima de dos metros debido a la expansión del Universo, la señal persiste y detectasigue siendo la mejor forma teórica de investigar las condiciones en los primeros días del Cosmos.
Sin embargo, hacerlo es endiabladamente difícil.
"La señal que estamos buscando tiene más de 12 mil millones de años", explica el miembro asociado y coautor de ASTRO 3D, la Profesora Asociada Cathryn Trott, del Centro Internacional de Investigación de Radioastronomía en la Universidad de Curtin en Australia Occidental.
"Es excepcionalmente débil y hay muchas otras galaxias entre él y nosotros. Se interponen y dificultan la extracción de la información que buscamos"
En otras palabras, las señales registradas por el MWA, y otros dispositivos de búsqueda de EoR, como la Matriz de Reionización de la Epoca de Hidrógeno en Sudáfrica y la Matriz de Baja Frecuencia en los Países Bajos, son extremadamente desordenadas.
Utilizando 21 horas de datos sin procesar, el Dr. Barry, coautor principal Mike Wilensky, de la Universidad de Washington en los EE. UU., Y sus colegas exploraron nuevas técnicas para refinar el análisis y excluir fuentes consistentes de contaminación de la señal, incluida la interferencia ultra débil generadatransmisiones de radio en la Tierra.
El resultado fue un nivel de precisión que redujo significativamente el rango en el que la EoR pudo haber comenzado, arrastrando las restricciones en casi un orden de magnitud.
"Realmente no podemos decir que este documento nos acerca más a fechar con precisión el inicio o el final de la EoR, pero descarta algunos de los modelos más extremos", dice el profesor Trott.
"Que sucedió muy rápidamente ahora se descarta. Que las condiciones eran muy frías ahora también se descarta"
El Dr. Barry dijo que los resultados representaron no solo un paso adelante en la búsqueda global para explorar el Universo infantil, sino que también establecieron un marco para futuras investigaciones.
"Tenemos alrededor de 3000 horas de datos de MWA", explica, "y para nuestros propósitos algunos de ellos son más útiles que otros. Este enfoque nos permitirá identificar qué bits son más prometedores y analizarlos mejor que nunca"podría antes "
La investigación fue realizada por múltiples investigadores ASTRO 3D con sede en la Universidad de Melbourne, la Universidad de Curtin, la división de Astronomía y Ciencias del Espacio de CSIRO en Epping, NSW y la Universidad de Washington.
Trabajaron en colaboración con científicos de la Universidad Estatal de Arizona, la Universidad Brown y el MIT en los EE. UU., La Universidad Kumamoto en Japón y el Instituto de Investigación Raman en la India.
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Materiales proporcionado por Centro de excelencia ARC para All Sky Astrophysics en 3D ASTRO 3D . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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