来自宇宙黎明的天文学家英寸比以往任何时候都更近

Murchison Widefield阵列无线电望远镜，这里描绘的一部分，正在搜索在宇宙中的第一颗星的形成期间发出的信号。

使用Murchison Widefield阵列无线电望远镜的研究人员已经迈出了一个新的和重要的一步，朝着第一颗星点亮宇宙时从宇宙历史的时期检测信号。

大约12亿年前，宇宙从一个伟大的宇宙黑暗时代出现，因为第一颗星和星系点亮了。随着默chison宽ffield阵列（MWA）无线电望远镜收集的数据的新分析，科学家们现在比以往任何时候都更接近，以检测宇宙历史上这个转折点的超微弱签名。

在一篇论文中，在预印地点Arxiv并很快发表在天体物理学期刊上，研究人员在专门设计的MWA的新配置中提出了对专门用于寻找中性氢气的信号的新配置的第一次分析，该气体在宇宙中主导宇宙宇宙黑暗时代。分析设定了新的极限 - 最低限度 - 用于中性氢信号的强度。

“我们可以放心地说，如果中性的氢气信号比我们在纸上设定的限制更强，那么望远镜就会发现它，”布朗大学的物理学助理教授Jonathan Gober说：新文章。“这些发现可以帮助我们进一步约束宇宙黑暗时代结束时和出现的第一颗恒星的时间。”

Murchison Widefield阵列无线电望远镜的一部分。

该研究由Wenyang Li领导，他们作为博士学位执行工作。棕色的学生。李和清醒与与MWA一起使用的国际研究人员合作。

尽管在宇宙历史中具有重要性，但大概是关于形成的第一颗星的时期，称为标准化（EOR）的时期。在大爆炸后形成的第一原子是带正电荷的氢离子 - 原子通过婴儿宇宙的能量剥离电子。随着宇宙冷却和膨胀，氢原子与它们的电子重生以形成中性氢。这就是宇宙中的所有人，直到大约12亿年前，当原子开始丛生在一起形成星星和星系时。来自那些物体的光重新离子化中性氢气，导致它从星际空间中都消失。

像MWA发生的那样的项目的目标是从黑暗时代定位中性氢的信号，并测量随着EOR展开的方式改变。这样做可以揭示关于第一颗星的新和关键信息 - 我们今天看到的宇宙的构建块。但是捕捉到12亿岁信号的任何一瞥是一种艰难的任务，需要精致的灵敏度。

当它开始于2013年开始运营时，MWA是一系列2,048个无线电天线，布置在西澳大利亚州偏远的乡村。天线将其捆绑在一起进入128“瓦片”，其中信号由称为相关器的超级计算机组合。在2016年，瓷砖的数量加倍至256，改变了整个景观的配置，以提高它们对中性氢气信号的敏感性。这篇新论文是第一次分析来自扩展阵列的数据。

中性氢发射波长为21厘米的辐射。由于宇宙在过去的120亿年内扩大，EOR的信号现在被拉伸到大约2米，这就是MWA天文学家正在寻找的。问题在于有多个其他来源，这些来源在同一波长 - 人造的来源，如数字电视，以及来自银河系中的自然来源以及数百万其他星系。

“所有这些来源都比我们试图侦查的信号更强，”莫尔说。“即使是一个反映在望远镜上方的飞机上反射的FM无线电信号也足以污染数据。”

回家在信号上，研究人员使用无数的加工技术来杂草那些污染物。与此同时，他们考虑了望远镜本身的独特频率响应。

“如果我们看看不同的无线电频率或波长，望远镜的表现得略有不同，”被说。“纠正望远镜响应绝对关键，因为那时对天体物理污染物的分离和感兴趣的信号进行分离。”

这些数据分析技术与望远镜本身的扩展容量相结合，导致EOR信号强度的新上限。这是MWA发布的第二个连续最佳限制分析，并提高了实验将有一天检测难以捉摸的EOR信号。

“这种分析表明，第二阶段升级具有许多所需的效果，并且新的分析技术将改善未来的分析，”被纳及。“MWA现已发表回报的事实，信号的两个最佳限制使得这种实验及其方法具有很多承诺的想法的势头。”

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参考：“第一个季节MWA第二阶段EOR Power Spectrum通过W. Li，JC Py，JC Po，N. Barry，BJ Hazelton，MF Morales，CM Tott，A. Lanman，M.Wilensky，I. Sullivan，AP Beardsley， T. Booler，JD Bowman，R.Byrne，B. Crosse，D. Emrich，TMo Franzen，K. Hasegawa，L. Horsley，M. Johnston-Hollitt，DC Jacobs，Ch Jordan，RC Joseph，T. Kaneuji，DL卡普兰，D.肯尼，K.久保田，J.线，C.证券，B.麦金利，DA米切尔，S.默里，D. Pallot，B. Pindor，M.拉希米，J.骑马，G. Sleap，K 。斯蒂尔，K.Takahashi，SJ Tingay，M. Walker，RB Wayth，RL Webster，A. Wiliams，C.Wu，JSB Wyithe，S. Yoshiura，2019年11月22日，宇宙，宇宙，宇宙：
1911.10216

该研究部分由美国国家科学基金会（Grant＃1613040）提供支持。MWA收到澳大利亚政府的支持，并承认Wajarri Yamatji人作为观察台的传统所有者。