MeerKLASS по данным MeerKAT измерила распределение водорода на 236 квадратных градусах неба

Международная коллаборация MeerKLASS измерила, как нейтральный водород распределён на больших масштабах, с помощью радиотелескопа MeerKAT в Южной Африке. Работа опубликована в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, о ней сообщает Le Scienze. lescienze.itLe Scienzelescienze.itОткрыть источник ↗ Сигнал был излучён около 4,5 млрд лет назад, когда возраст Вселенной составлял чуть более 9 млрд лет. Среди авторов — Матильде Барбери-Скваротти (Миланский государственный университет), Стефано Камера (Туринский университет) и Изабелла Паола Каруччи (INAF, Астрономическая обсерватория Триеста).

Картирование интенсивности линии 21 см

Водород излучает характерный радиосигнал на длине волны 21 сантиметр. Космическое расширение меняет эту длину волны за время пути сигнала, поэтому её измерение даёт сведения о расстоянии и эпохе излучения, пояснил Камера. Метод, называемый картированием интенсивности, собирает суммарное излучение водорода многих галактик, даже когда отдельные объекты неразличимы.

В исследовании проанализированы наблюдения, собранные в 2021 году на площади около 236 квадратных градусов неба. Заявленная цель группы — построить трёхмерные карты очень больших объёмов космоса. По словам исследователей, такие карты могут дать новые инструменты для проверки моделей гравитации и тёмной энергии.

Отделение сигнала от помех

Телескоп регистрирует всё приходящее радиоизлучение, включая посторонние источники, например радиофон Млечного Пути. По словам Каруччи, эти помехи могут намного превосходить искомый космический сигнал; она сравнила задачу с попыткой расслышать шёпот разговора во время концерта. lescienze.itLe Scienzelescienze.itОткрыть источник ↗

Исследователи использовали 64 антенны MeerKAT как независимые телескопы — режим, подходящий для быстрого обзора больших участков неба. Они сравнили карты, построенные по разным группам антенн и по наблюдениям в разное время. Космический сигнал общий для карт, а шум и приборные эффекты, не являющиеся общими, ослабляются, пояснила Барбери-Скваротти.

Анализ достиг отношения сигнала к шуму 6,2 и прошёл ряд проверок устойчивости. Измерение получено только по радиокартам водорода, без сопоставления с внешними каталогами галактик. Марио Сантос (Университет Западной Капской провинции), научный руководитель MeerKLASS, сообщил, что работа заняла десять лет и в ней участвовали исследователи из семи стран на трёх континентах.

Программа продолжается сбором данных для ещё более далёких эпох; цель — объём Вселенной более чем в тысячу раз больше использованного в этой работе. Результат также готовит почву для будущих космологических обзоров SKA Observatory, предшественником которой является MeerKAT. lescienze.itLe Scienzelescienze.itОткрыть источник ↗