Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Nieuwe metingen geven een duidelijker beeld van ons sterrenstelsel en daarbuiten

De CLASS-telescopen 's nachts. Credit:Johns Hopkins Universiteit

Met unieke mogelijkheden om fluctuaties in microgolfenergie te volgen, heeft een klein observatorium in het Andesgebergte in het noorden van Chili kaarten gemaakt van 75% van de hemel als onderdeel van een poging om de oorsprong en evolutie van het universum nauwkeuriger te meten.



De Amerikaanse National Science Foundation Cosmology Large Angular Scale Surveyor (CLASS), een samenwerkingsverband onder leiding van astrofysici van de Johns Hopkins University, heeft de kaarten gemaakt. Door microgolfpolarisatie te meten, of hoe deze energiegolven in bepaalde richtingen wiebelen, onderzoekt het team de geschiedenis en fysica van het universum – vanaf het allereerste moment tot het moment waarop sterrenstelsels, sterren en planeten ontstonden.

De nieuwe kaarten van de hemel en de interpretaties ervan door het team zullen worden gepubliceerd in The Astrophysical Journal .

De resultaten verbeteren aanzienlijk de waarnemingen waarbij wetenschappers microgolven moeten filteren, een vorm van onzichtbaar licht dat wordt uitgezonden door ons Melkwegstelsel, meldt het team. Verwacht wordt dat de bevindingen wetenschappers zullen helpen een beter inzicht te krijgen in de kosmische microgolfachtergrond, de reststraling van het hete, dichte en jonge universum dat zich gedurende zijn 13,8 miljard jaar durende levensduur heeft ontwikkeld. Kosmologen gebruiken dit signaal om belangrijk bewijsmateriaal over het vroege heelal samen te voegen.

"Door de polarisatie van de kosmische microgolfachtergrond te bestuderen, kunnen astrofysici afleiden hoe het universum er vroeger uit moet hebben gezien", zegt Tobias Marriage, hoogleraar natuurkunde en astronomie aan de Johns Hopkins-universiteit en medeleider van het team. "Astrofysici kunnen teruggaan naar heel, heel vroege tijden - de beginomstandigheden, de allereerste momenten waarop de materie in het universum en de distributie van energie voor het eerst op hun plaats kwamen - en kunnen dat allemaal verbinden met wat we vandaag zien." /P>

De nieuwe CLASS-kaarten bieden verder inzicht in een specifiek signaal dat lineaire polarisatie wordt genoemd en dat afkomstig is van straling die wordt gecreëerd door snel bewegende elektronen die rond het magnetische veld van de Melkweg wervelen. Dit signaal helpt wetenschappers ons sterrenstelsel te bestuderen, maar het kan ook hun kijk op het vroege heelal verwarren.

Nieuwe CLASS polarisatie-hemelkaarten hebben minder ruis dan de overeenkomstige satellietkaarten. De polarisatierichting wordt weergegeven door rood en blauw, terwijl de polarisatiesterkte wordt weergegeven door de kleurdiepte. Grijze gedeelten geven delen van de hemel weer die de CLASS-telescopen vanwege hun geografische locatie niet kunnen waarnemen. Credit:Johns Hopkins Universiteit

‘De bevindingen verbeteren op dramatische wijze ons begrip van de fysische processen in het vroege heelal die een achtergrond van circulaire polarisatie hadden kunnen creëren, een aparte vorm van microgolfstraling. Voor lineaire polarisatie hebben de nieuwe resultaten de metingen van de signalen van de Melkweg verbeterd. Ze vertonen een hoge mate van overeenstemming en overtreffen de gevoeligheid van eerdere ruimtemissies', zegt Charles L. Bennett, een Bloomberg Distinguished Professor, Alumni Centennial Professor en een Johns Hopkins Gilman Scholar in natuurkunde en astronomie.

‘Het bestuderen van de relictstraling vanaf het begin van het universum is van cruciaal belang om te begrijpen hoe de hele kosmos is ontstaan ​​en waarom deze is zoals hij is’, zegt Nigel Sharp, programmadirecteur bij de afdeling Astronomische Wetenschappen van NSF, die de CLASS-telescooparray sinds vóór 2010.

"Deze nieuwe metingen verschaffen essentiële details op grote schaal binnen ons groeiende beeld van variaties in de kosmische achtergrondstraling - een prestatie die bijzonder indrukwekkend is omdat deze werd bereikt met behulp van instrumenten op de grond."

In tegenstelling tot ruimtemissies maakt het onderzoek de weg vrij voor meer gedetailleerde observaties met telescopen op de grond die voortdurende verbeteringen aan de instrumentatie mogelijk maken. Het CLASS-observatorium implementeerde nieuwe technologieën, waaronder voedingen met gladde wanden om straling vanuit de ruimte naar detectoren te leiden, op maat ontworpen detectoren en nieuwe polarisatiemodulatoren. Deze zijn alle drie ontwikkeld in samenwerking tussen NASA en Johns Hopkins.

"Het is heel belangrijk om de helderheid van de emissie van ons Melkwegstelsel te kennen, omdat we hiervoor moeten corrigeren om een ​​diepere analyse van de kosmische microgolfachtergrond uit te kunnen voeren", zegt hoofdauteur Joseph Eimer, astrofysicus bij Johns Hopkins. P>

"CLASS is zeer succesvol in het karakteriseren van de aard van dat signaal, zodat we het kunnen herkennen en die verontreinigingen uit waarnemingen kunnen verwijderen. Het project loopt voorop bij het bevorderen van polarisatiemetingen op de grond op de grootste schaal."

Het team zei dat de resultaten een nieuwe standaard zetten voor het detecteren van polarisatie op de grootste schaal vanuit een observatorium op de grond, en veelbelovende mogelijkheden bieden voor toekomstig onderzoek, vooral met de toevoeging van aanvullende CLASS-gegevens, zowel reeds verkregen als uit lopende observaties.

Meer informatie: Het astrofysische tijdschrift (2024). DOI:10.3847/1538-4357/ad1abf

Journaalinformatie: Astrofysisch tijdschrift

Aangeboden door Johns Hopkins Universiteit




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Nieuwe mechanismen ontdekt die bacteriën gebruiken om zichzelf te beschermen tegen antibiotica
  2. Virussen kennis ontsloten door nieuwe metagenomics-technologieën
  3. Wat is een gespecialiseerd gebied van het endoplasmatisch reticulum?
  4. Noorse vrouwen brengen zeewier naar culinaire hoogten in Europa
  5. Hoe bijen hun weg naar huis vinden
  6. Edinburgh Zoo:panda Tian Tian zal dit jaar niet bevallen
  7. Wat is het verschil tussen erfelijke en milieudefecten?
  8. Is meer beter? Hoeveelheden en frequentie van kunstmelk aan kalveren onder hittestress
  9. Een 3D-plantencel maken

Wetenschap