شناسایی سیگنال های هیدروژنی با فاصله میلیارد ها سال نوری از زمین

مین فود: دانشمندان سیگنال های هیدروژنی با فاصله میلیارد ها سال نوری از زمین را شناسایی نمودند.

مین فود به نقل از خبرنگاران جوان: ستاره شناسان با استفاده از تلسکوپ رادیویی MeerKAT، گاز هیدروژنی را در فاصله میلیارد ها سال نوری از زمین شناسایی نمودند که قدمت آن به زمانی برمی گردد که جهان میلیارد ها سال جوان تر از سن فعلی خود یعنی ۱۳.۸ میلیارد سال بود. این پژوهش می تواند با تعیین موقعیت هیدروژن، سبک ترین و فراوان ترین عنصر جهان، در فضا - تکنیکی که بعنوان نقشه برداری چگالی هیدروژن شناخته می شود - راهی جدید برای نقشه برداری از ساختار بزرگ مقیاس جهان در اختیار ستاره شناسان قرار دهد.
براساس گفته ی Space.com، هیدروژن خنثی یک سیگنال رادیویی ضعیف منتشر می کند که ستاره شناسان آنرا "خط ۲۱ سانتی متر" می نامند. با گسترش جهان تحت تأثیر انرژی تاریک، طول موج این سیگنال کشیده می شود یا به قرمزگرایی تغییر می کند. درجه انتقال به قرمز به ستاره شناسان این امکان را می دهد تا تعیین کنند که یک سیگنال خاص چه مدت طول کشیده تا به ما برسد و ازاین رو هیدروژنی که آنرا منتشر نموده است، چه مدت پیش در جهان وجود داشته است.
با استفاده از یک خط ۲۱ سانتی متری، نقشه برداری چگالی هیدروژن به ستاره شناسان این امکان را می دهد که انتشار رادیویی از کهکشان های قبلاً دیده نشده را ردیابی کرده و تصویری سه بعدی از بزرگترین ساختار های جهان بسازند. در عین حال، این تکنیک تا حالا بر ترکیب مشاهدات امواج رادیویی با مشاهدات حاصل از بررسیهای کهکشانی که از نور مرئی یا تابش الکترومغناطیسی استفاده می نمایند، متکی بوده است، که چشمان ما برای دیدن آنها تکامل یافته است.
این پژوهش جدید با ساخت یک نقشه چگالی هیدروژن با استفاده از امواج رادیویی شناسایی شده توسط تلسکوپ رادیویی MeerKAT، یک سیستم ۶۴ آنتنی واقع در پارک ملی Meerkat در کیپ شمالی آفریقای جنوبی، این روند را می شکند.
سوراب پاول، محقق اصلی، اظهار داشت: "این یک گام خیلی مهم و هیجان انگیز است. نقشه برداری چگالی هیدروژن مدت هاست که بعنوان یک روش امیدوارکننده برای نقشه برداری کارآمد از جهان درنظر گرفته می شود، اما سیگنال ضعیف است و جداسازی آن از انتشار های پیش زمینه، تداخل رادیویی ساخته دست بشر و اثرات ابزاری دشوار است. تشخیص مستقیم با استفاده از MeerKAT نشان داده است که این تکنیک درحال تبدیل شدن به یک ابزار عملی در کیهان شناسی است.

نقشه برداری از کیهان با استفاده از MeerKAT

این تیم تحقیقاتی حدودا ۹۶ ساعت از مشاهدات MeerKAT را تحلیل و بررسی کردند و سیگنال های هیدروژنی را کشف کردند که قدمت آنها به ۴ تا ۵ میلیارد سال پیش برمی گردد. این هیدروژن ها میلیونها سال نوری را پوشش می دهند، فاصله ای قابل مقایسه با فاصله بین کهکشان راه شیری و کهکشان همسایه ما، آندرومدا.
این موفقیت قدمی مهم در استفاده از نقشه های هیدروژنی است. چائوتینگ چن، عضو تیم از دانشگاه ادینبورگ، توضیح داد: "هیدروژن خنثی یک جزء کلیدی برای درک چگونگی تشکیل و تکامل کهکشان ها است. با نقشه برداری از چگالی، نیاز به شناسایی هر کهکشان بصورت جداگانه نداریم. در عوض، می توانیم سیگنال هیدروژن جمعی را در حجم های بزرگ کیهانی اندازه گیری نماییم و راهی جدید برای مطالعه تکامل کهکشان ها و توزیع اساسی ماده در کیهان به ما ارایه دهیم. "

نقشه های هیدروژن و آینده کیهان شناسی

بررسیهای کیهانی آینده می توانند از این پیشرفت در نقشه برداری هیدروژن، که یک عامل کلیدی با رصدخانه آرایه کیلومتر مربعی (SKAO) است که اکنون در مورچیسون، استرالیای غربی و کارو، آفریقای جنوبی در دست ساخت است، بهره زیادی ببرند.
لورا والز، یکی از اعضاء تیم از دانشگاه منچستر در بریتانیا، اظهار داشت: «MeerKAT بازهم دریچه های جدیدی را به روی کیهان شناسی می گشاید. این واقعیت که این سیگنال را می توان از مشاهداتی استخراج کرد که در ابتدا برای نقشه برداری از چگالی هیدروژن طراحی نشده بودند، فوق العاده دلگرم کننده است. این مورد ارزش علمی عظیم داده های MeerKAT را نشان داده است و راه را برای مشاهدات آینده با استفاده از SKAO هموار می کند.»
این تیم حال بر جمع آوری مشاهدات بیشتر با MeerKAT تمرکز خواهد نمود تا مناطق وسیع تری از آسمان و مقیاس های زمانی طولانی تر را پوشش دهد. این امر نقشه های هیدروژنی دقیق تری را در اختیار ستاره شناسان قرار می دهد که می تواند بمرور زمان به آنها در درک چگونگی تشکیل بزرگترین ساختار های جهان در طول میلیارد ها سال کمک نماید.