Astronomen naderen een signaal dat al 12 miljard jaar door het heelal reist. waardoor ze dichter bij het begrijpen van het leven en de dood van de allereerste sterren komen.

In een paper op de preprint-site arXiv en binnenkort gepubliceerd in de Astrofysisch tijdschrift , een team onder leiding van Dr. Nichole Barry van de Australische Universiteit van Melbourne en het ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (ASTRO 3-D) meldt een 10-voudige verbetering ten opzichte van gegevens verzameld door de Murchison Widefield Array (MWA) - een verzameling van 4096 dipoolantennes in het afgelegen achterland van West-Australië.

de MWA, die in 2013 van start ging werd speciaal gebouwd om elektromagnetische straling te detecteren die wordt uitgezonden door neutrale waterstof - een gas dat het grootste deel van het jonge heelal uitmaakte in de periode dat de soep van losgekoppelde protonen en neutronen die door de oerknal werden voortgebracht, begon af te koelen.

Uiteindelijk begonnen deze waterstofatomen samen te klonteren om sterren te vormen - de allereerste die bestonden - wat een belangrijke fase in de evolutie van het heelal inluidde, bekend als het tijdperk van de reïonisatie, of EOR.

"Het definiëren van de evolutie van de EoR is uiterst belangrijk voor ons begrip van astrofysica en kosmologie, " legt dr. Barry uit.

"Tot dusver, Hoewel, niemand heeft het kunnen waarnemen. Deze resultaten brengen ons een stuk dichter bij dat doel."

De neutrale waterstof die voor en in de beginperiode van de EoR ruimte en tijd domineerde, straalde uit op een golflengte van ongeveer 21 centimeter. Nu uitgerekt tot ergens boven de twee meter vanwege de uitdijing van het heelal, het signaal houdt aan - en het detecteren ervan blijft de theoretisch beste manier om de omstandigheden in de vroege dagen van de kosmos te onderzoeken.

Echter, doen is duivels moeilijk.

"Het signaal dat we zoeken is meer dan 12 miljard jaar oud, " legt ASTRO 3-D-lid en co-auteur universitair hoofddocent Cathryn Trott uit, van het International Center for Radio Astronomy Research aan de Curtin University in West-Australië.

"Het is uitzonderlijk zwak en er zijn veel andere sterrenstelsels tussen het en ons. Ze zitten in de weg en maken het erg moeilijk om de informatie te extraheren die we zoeken."

Met andere woorden, de signalen die worden geregistreerd door de MWA - en andere EoR-jachtapparaten zoals de Hydrogen Epoch of Reionisation Array in Zuid-Afrika en de Low Frequency Array in Nederland - zijn extreem rommelig.

Met behulp van 21 uur aan onbewerkte gegevens Dr. Barry, co-hoofdauteur Mike Wilensky, van de Universiteit van Washington in de VS, en collega's onderzochten nieuwe technieken om de analyse te verfijnen en consistente bronnen van signaalverontreiniging uit te sluiten, inclusief ultrazwakke interferentie die wordt gegenereerd door radio-uitzendingen op aarde.

Het resultaat was een nauwkeurigheidsniveau dat het bereik waarin de EoR mogelijk is begonnen aanzienlijk verkleinde, beperkingen op te heffen met bijna een orde van grootte.

"We kunnen niet echt zeggen dat dit artikel ons dichter bij de precieze datering van het begin of einde van de EoR brengt, maar het sluit enkele van de meer extreme modellen uit, ’ zegt professor Trott.

"Dat het heel snel gebeurde, is nu uitgesloten. Dat de omstandigheden erg koud waren, is nu ook uitgesloten."

Dr. Barry zei dat de resultaten niet alleen een stap voorwaarts waren in de wereldwijde zoektocht naar het verkennen van het baby-universum, maar stelde ook een kader vast voor verder onderzoek.

"We hebben ongeveer 3000 uur aan gegevens van MWA, " ze legt uit, "en voor onze doeleinden zijn sommige ervan nuttiger dan andere. Met deze benadering kunnen we identificeren welke bits het meest veelbelovend zijn, en analyseren het beter dan we ooit tevoren konden."