science >> Wetenschap >  >> Astronomie

De kosmische verwarring van de microgolfachtergrond

Een afbeelding van de "SPTpol" instrumentenkern van de Zuidpooltelescoop, met 768 pixels en 1536 detectoren die de polarisatie van inkomende millimeterstraling kunnen meten. Het SPT-team gebruikte SPTpol om te bepalen dat de gecombineerde gepolariseerde straling van verre sterrenstelsels niet sterk genoeg is om de zoektocht naar polarisatie-effecten in de kosmische microgolfachtergrondstraling te verdoezelen. Credit:SPT-samenwerking; DOE

Ongeveer 380, 000 jaar na de oerknal, ongeveer 13,7 miljard jaar geleden, materie (meestal waterstof) voldoende afgekoeld om neutrale atomen te vormen, en licht kon vrij door de ruimte reizen. dat licht, de kosmische microgolfachtergrondstraling (CMBR), komt naar ons vanuit alle richtingen in de lucht, uniform behalve vage rimpelingen en bulten bij helderheidsniveaus van slechts enkele op honderdduizend, de zaden van toekomstige structuren zoals sterrenstelsels.

Astronomen hebben vermoed dat deze rimpelingen ook sporen bevatten van een eerste uitbarsting van expansie - de zogenaamde inflatie - die het nieuwe universum met drieëndertig orden van grootte deed opzwellen in slechts tien-tot-de-macht-minus-drieëndertig. seconden. Aanwijzingen over de inflatie zouden vaag aanwezig moeten zijn in de manier waarop de kosmische rimpelingen worden gekruld, een effect dat naar verwachting misschien honderd keer zwakker is dan de rimpelingen zelf. CfA-astronomen en hun collega's, werken op de Zuidpool, hebben gewerkt om bewijs te vinden voor dergelijke curling, de "B-mode polarisatie."

Sporen van dit kleine effect zijn niet alleen moeilijk te meten, ze kunnen worden verduisterd door niet-gerelateerde verschijnselen die het kunnen verwarren of zelfs maskeren. CfA-astronoom Tony Stark is lid van het grote South Pole Telescope (SPT) consortium, een samenwerking die sterrenstelsels en clusters van sterrenstelsels in het verre heelal op microgolfgolflengten heeft bestudeerd. Individuele kosmische bronnen worden over het algemeen gedomineerd door ofwel actieve superzware zwarte gatkernen en zenden straling uit van de geladen deeltjesstralen die worden uitgestoten uit de regio's eromheen, of door stervorming waarvan de straling afkomstig is van warm stof. De emissie is waarschijnlijk ook gepolariseerd en zou de positieve identificatie van CMBR B-mode stralingssignalen kunnen bemoeilijken. Het SPT-team gebruikte een nieuwe analysemethode om de gecombineerde polarisatiesterkte te bestuderen van alle millimeteremissiebronnen die ze vinden in een veld van 500 vierkante graden aan de hemel, ongeveer vierduizend objecten. Ze concluderen - goed nieuws voor CMBR-onderzoekers - dat de extragalactische voorgrondeffecten kleiner zouden moeten zijn dan alle verwachte B-modussignalen, ten minste over een breed scala van ruimtelijke schalen.