Forskere har bevist en ny teknik, der giver et klarere billede af universets historie og bruges sammen med den næste generation af radioteleskoper såsom Square Kilometre Array (SKA).
I forskning, der offentliggøres i dag i den månedlige meddelelse fra Royal Astronomical Society, har ICRAR-ph.d.-kandidat Jacinta Delhaize studeret fjerne galakser i en masse for at bestemme en af deres vigtige egenskaber - hvor meget brint de indeholder - ved at 'stable' deres signaler.
Når astronomer bruger teleskoper for at kigge ud i rummet, får de et glimt af hvordan universet var i fortiden, ofte for milliarder af år siden. Dette giver dem mulighed for at sammenligne universets nuværende tilstand med dets historie og kortlægge, hvordan det er ændret over tid, hvilket giver ledetråde til dets oprindelse og fremtid.
Jacinta studerer fjerne galakser som dem, der er vist på dette billede fra Hubble-rumteleskopet, ved hjælp af den nye 'stabling'-teknik til at indsamle information, der kun er tilgængelig via radioteleskopobservationer. Kredit: NASA, STScI og ESA.
”Fjerntliggende, yngre galakser ser meget anderledes ud end nærliggende galakser, hvilket betyder, at de har ændret sig eller udviklet sig over tid,” sagde Delhaize. ”Udfordringen er at prøve at finde ud af, hvilke fysiske egenskaber i galaksen har ændret sig, og hvordan og hvorfor dette er sket.”
Delhaize sagde, at et af brikkerne i puslespillet er brintgas, og hvor meget af det galakser, der er indeholdt i universets historie.
"Hydrogen er universets byggesten, det er, hvad stjerner dannes fra, og hvad holder en galakse 'levende'," sagde Delhaize.
”Galakser i fortiden dannede stjerner i en meget hurtigere hastighed end galakser nu. Vi tror, at tidligere galakser havde mere brint, og det kan være grunden til, at deres stjernedannelsesfrekvens er højere.
Delhaize og hendes ledere forsøgte at observere, hvor meget brint der var i langt væk galakser, men de svage radiosignaler fra denne fjerne brintgas er næsten umulige at registrere direkte. Det er her den nye stablingsteknik kommer ind.
For at indsamle nok data til hendes forskning kombinerede Delhaize svage signaler fra tusinder af individuelle galakser og stablede dem til at producere et stærkt gennemsnitligt signal, der er lettere at studere.
Jacinta Delhaize med CSIROs Parkes Radioteleskop under en af hendes dataindsamlingsture. Kredit: Anita Redfern Photography.
”Det, vi prøver at opnå med stabling, er ligesom at opdage en svag hvisken i et rum fyldt med mennesker, der råber,” sagde Delhaize. "Når du kombinerer tusinder af hvisker, får du et råb, som du kan høre over et støjende rum, ligesom at kombinere radiolys fra tusinder af galakser for at opdage dem over baggrunden."
Forskningen brugte CSIROs Parkes radioteleskop til at undersøge et stort afsnit af himlen i 87 timer, og indsamlede signaler fra brint over et uovertruffen rumfang og op til to milliarder år tilbage i tiden.
"Parkes-teleskopet ser et stort stykke af himlen på én gang, så det var hurtigt at undersøge det store felt, vi valgte til vores undersøgelse," sagde ICRAR-viceadministrerende direktør og Jacintas vejleder, professor Lister Staveley-Smith.
Delhaize sagde, at iagttagelse af et så stort rumvolumen betød, at hun nøjagtigt kunne beregne den gennemsnitlige mængde brint i galakser i en bestemt afstand fra Jorden, svarende til en bestemt periode i Universets historie. Dette giver information, der kan bruges i simuleringer af universets udvikling og ledetråde til, hvordan galakser dannede og ændrede sig over tid.
Næste generations teleskoper som den internationale Square Kilometre Array (SKA) og CSIROs australske SKA Pathfinder (ASKAP) vil være i stand til at observere endnu større mængder af universet med højere opløsning.
”Det gør dem hurtige, nøjagtige og perfekte til at studere det fjerne univers. Vi kan bruge stablingsteknikken til at få hvert sidste stykke værdifuld information ud af deres observationer, ”sagde Delhaize. “Kom ASKAP og SKA på!”
via International Center for Radio Astronomy Research