天文學家正在接近一個信號，這個信號已經(jīng)在宇宙中傳播了120億年，這能更接近于了解最早恒星的生死。

在發(fā)表在《arxiv》上的一篇研究論文中，同時將發(fā)表在《天體物理學》上發(fā)表，澳大利亞墨爾本大學和ARC三維天空天體物理學卓越中心(ASTRO 3-D)的Nichole Barry博士，領(lǐng)導的一個團隊報告：Murchison?Widefield?Array(MWA)收集的數(shù)據(jù)比Murchison Widefield Array(MWA)收集的數(shù)據(jù)提高了10倍，MWA是一個由4096個偶極天線組成的集合，位于西澳大利亞偏遠的腹地。

MWA于2013年開始運行，它是專門為探測中性氫發(fā)射的電磁輻射而建造，在大爆炸產(chǎn)生的分離質(zhì)子和中子湯開始冷卻的時期，中性氫是構(gòu)成嬰兒宇宙的大部分氣體。最終，這些氫原子開始聚集在一起形成恒星，最早存在的恒星啟動了宇宙演化的一個重要階段，被稱為宇宙再電離時代（EOR），定義EOR的演化對于理解天體物理學和宇宙學是極其重要。然而，到目前為止，還沒有人能夠觀察到它，新結(jié)果將讓我們離這個目標更近了一步。

在EOR之前和早期主導空間和時間的中性氫輻射波長約為21厘米。由于宇宙的膨脹，現(xiàn)在伸展到兩米以上的某個地方，信號仍然存在，并且探測它仍然是在宇宙早期探測條件理論上最好的方法，然而，這是極其困難的。來自西澳大利亞科廷大學國際射電天文學研究中心的ASTRO 3-D成員和合著者副教授Cathryn Trott解釋說：我們正在尋找的信號有超過120億年歷史。它特別弱，在它和我們之間還有很多其他星系，所以擋住了，就很難提取出我們想要的信息。

換句話說，MWA和其他EOR搜索設(shè)備(如南非的氫時代再電離陣列和荷蘭的Low Frequency Array)記錄的信號非?；靵y。利用21小時的原始數(shù)據(jù)，來自美國華盛頓大學的共同首席作者Mike Wilensky博士Barry博士和同事們探索了新技術(shù)，以細化分析并排除信號污染源，包括地球上無線電廣播產(chǎn)生的超微弱干擾。其結(jié)果是精確度水平大大降低了EOR可能已經(jīng)開始的范圍，將約束拉動了幾乎一個數(shù)量級，本研究發(fā)現(xiàn)排除了一些更極端的模型。

現(xiàn)在已經(jīng)排除了發(fā)生得非常快的可能性，也排除了當時非常寒冷的情況。這些結(jié)果不僅代表著在探索嬰兒宇宙的全球探索方面向前邁進了一步，而且還為進一步的研究建立了一個框架。研究人員從MWA獲得了大約3000小時的數(shù)據(jù)，對我們來說，其中一些數(shù)據(jù)比其他數(shù)據(jù)更有用，這種方法將讓我們確定哪些數(shù)據(jù)最有價值，并能比以前更好地分析這些數(shù)據(jù)。

博科園｜研究/來自：ARC全天空天體物理學卓越中心

參考期刊《arXiv》《天體物理學》

Cite: arXiv:1909.00561

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