Телескоп MeerKAT измерил кластеризацию водорода на 250 квадратных градусах неба, S/N 6,2

Коллаборация MeerKLASS, используя данные южноафриканского радиотелескопа MeerKAT, сообщила о первом измерении крупномасштабной кластеризации нейтрального водорода в далёкой Вселенной, говорится на sarao.ac.za. sarao.ac.zasarao.ac.zasarao.ac.zaОткрыть источник ↗ Распределение газа следует структуре космической паутины. Статья принята к публикации в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. sarao.ac.zasarao.ac.zasarao.ac.zaОткрыть источник ↗

Картирование этой структуры на самых больших масштабах десятилетиями остаётся целью космологии. По словам команды, результат стал итогом десяти лет подготовки и работы исследователей из семи стран на трёх континентах. sarao.ac.zasarao.ac.zasarao.ac.zaОткрыть источник ↗

Картирование интенсивности 21 см на MeerKAT

Измерение основано на картировании интенсивности линии 21 см. Метод объединяет излучение водорода многих галактик в больших участках неба и позволяет уловить их общий узор, даже если отдельные галактики не различимы. sarao.ac.zasarao.ac.zasarao.ac.zaОткрыть источник ↗ В принципе это даёт возможность построить большую трёхмерную карту Вселенной.

Команда проанализировала наблюдения MeerKAT на площади примерно 250 квадратных градусов неба, это около 1250 полных лун. Зарегистрированный сигнал был испущен около 4,5 млрд лет назад, когда возраст Вселенной немного превышал 9 млрд лет. sarao.ac.zasarao.ac.zasarao.ac.zaОткрыть источник ↗

Обзор использовал новый режим наблюдений. Вместо объединения 64 антенн в единый интерферометр каждую антенну применяли как независимый телескоп, жертвуя угловым разрешением ради скорости обзора. Получилось множество независимых карт с разных антенн и в разное время. Реальная космическая структура повторяется на них, а различающиеся приборные эффекты подавляются. sarao.ac.zasarao.ac.zasarao.ac.zaОткрыть источник ↗

Фоны, систематика и дальнейшие шаги

Главной трудностью было удаление астрофизического фонового излучения, примерно в 10 000 раз более сильного, чем сигнал водорода. В анализе создали 4 независимых набора данных, чтобы минимизировать наблюдательные эффекты и загрязнение, и измерили кластеризацию в зависимости от масштаба через спектр мощности. Сигнал более чем в шесть раз превышает статистический шум: отношение сигнал/шум равно 6,2. sarao.ac.zasarao.ac.zasarao.ac.zaОткрыть источник ↗

«Это веха в становлении картирования интенсивности 21 см как нового инструмента космологии», — заявил профессор Марио Сантос из Университета Западной Капской провинции, главный исследователь MeerKLASS. sarao.ac.zasarao.ac.zasarao.ac.zaОткрыть источник ↗

С 2023 года коллаборация продолжает собирать данные на более низких радиочастотах, которым соответствует излучение водорода из ещё более далёкого прошлого. MeerKLASS рассчитывает со временем закартировать объём Вселенной более чем в тысячу раз больший, чем использованный в этом измерении. По оценке команды, это позволит изучать рост космической структуры и расширение Вселенной и проверять модели гравитации и тёмной энергии. sarao.ac.zasarao.ac.zasarao.ac.zaОткрыть источник ↗