Svemir nije bio uvijek tako dobro osvijetljeno mjesto. Imao je svoje tamno doba, još u dane prije formiranja zvijezda i galaksija. Problem je što ne postoji vidljiva svjetlost koja putuje kroz Svemir iz ovog vremenskog razdoblja.
Sada, tim astronoma na čelu s dr. Benjaminom McKinleyjem iz Međunarodnog centra za radio-astronomska istraživanja (ICRAR) i Sveučilišta Curtin koriste Mjesec kako bi otkrio ove tajne.
Svemir ima svoju povijesnu vremensku traku, a za razumijevanje ovog novog istraživanja potreban je pogled na ovu vremensku traku. Nakon što su se u Velikom prasku stvari prevrnule, bilo je oko 377.000 godina u kojima se nije dogodilo puno. Još se nije formirala nijedna zvijezda, a jednostavno je bilo vruće da bi fotoni putovali. Ovaj prvi dio vremena ima lako pamtljiv naziv "Rani svemir."
Otprilike na 377.000 godina, Svemir se dovoljno ohladio da je postao proziran. U to vrijeme Svemirom su dominirali energetski atomi vodika. Kad su se hladili, vodik je otpuštao fotone. Iz ovog doba fotoni su poznati pod nazivom Kozmička mikrovalna pozadina (CMB). CMB je nekako poput velikog bljeska tog trenutka, utisnutog u pozadini kozmosa.
Obilježavanje 377.000 godina označilo je tamno doba i trajalo je sve do oko milijardu godina. Zove se Mračno doba zato što nije bilo zvijezda, i naravno, nema zvijezde. Bilo je svjetla iz CMB-a, ali to nam ne govori što trebamo znati. Srećom, sav taj vodik koji se ohladio i prepustio CMB astronomima da još rade. Ti vodik je sada bio neutralan, ali još uvijek je ispuštao povremeni foton, a ti su fotoni poznati kao 21 cm vrpca neutralnog vodika. Uf! Udahnite.
Što nas dovodi do ove nove studije. Postoji puno istraživanja ovog neutralnog vodika, jer je to najperspektivnija put za proučavanje ranih dana Svemira. Problem je u tome što je signal vrlo slab, a prekrivaju ga drugi svijetli astrofizički objekti u prvom planu. Instrumenti koji se koriste za mjerenje također uvode sustavne učinke koje je potrebno umanjiti. I o tome se zapravo radi u ovoj studiji.
Autori ističu da je ovo prvi u nizu radova o ovom istraživanju. Uporaba Mjeseca i Mliječnog puta koji se odražavaju na njemu dio su fino podešene kalibracije potrebne za ispitivanje 21 cm. centrifugalna linija vodika ili ono što ćemo nazvati svjetlom iz ranog neutralnog vodika.
Dr. McKinley i ostali istraživači koriste se radijskim teleskopom nazvanim Murchison Widefield Array (MWA) smještenim u radio-tihom području u pustinji Zapadne Australije. MWA je interferometar koji se sastoji od 256 zasebnih instalacija na površini od 6 četvornih kilometara. Svaka od tih 256 mjesta sadrži 16 zasebnih prijemnika, s tim da je cijeli sustav povezan.
Dr. McKinley i njegov tim stvarno pokušavaju učiniti MWA kako bi se "izvrtali" kroz svjetlinu svemira kako bi vidjeli tamnu svjetlost iz neutralnog vodika. Prvo se buše kroz svjetlinu Mliječnog puta, zatim svjetlost iz drugih galaksija, a zatim CMB. Nadamo se da će nakon svega što je zabilježeno svjetlo neutralnog vodika. Ova studija je početak njihovog pokušaja izoliranja svjetlosti od neutralnog vodika.
"Izmjerili smo vrijednost srednje svjetline naše Galaksije na mjestu gdje je Mjesec okultivira kako bismo pokazali da tehnika radi." - Dr. McKinley, ICRAR.
U ovom ranom eksperimentu, tim je koristio mogućnosti Murchison Widefield Array-a za mjerenje fluktuacija u srednjoj svjetlini neba. To su učinili koristeći Mjesec kako bi blokirali nebo. U razmjeni e-pošte s Space Magazine, dr. McKinley je objasnio postupak. „Dakle, mi koristimo Mjesec da stvaramo fluktuaciju oko srednje vrijednosti stavljajući je u naše vidno polje da okrene nebo. Pretpostavljamo da znamo sjaj Mjeseca (na temelju njegove temperature) i tako možemo zaključiti srednju temperaturu neba. "
Problem je što je Mjesec također reflektirajuće tijelo. Svemir je živ sa radio valovima koji skaču okolo, a Mjesec odražava neke od njih - uključujući one iz Mliječnog puta - koje je potrebno uzeti u obzir. Kako kaže dr. McKinley, „Ali temperatura Mjeseca nije određena samo njegovom temperaturom. Također odražava radio valove, uključujući one koji potječu sa Zemlje i one koji dolaze iz svemira. Zbog toga sam morao modelirati Mliječni put koji odskače s Mjeseca u teleskop. Izračunavamo na čemu bi se odraz trebao temeljiti na modelu Mliječnog puta i zatim ga upotrijebili u našoj analizi (oduzimajući ga od Mjesečeve svjetline). "
Fascinantna slika Mliječnog puta odražena s Mjeseca nije samo lijepa slika. Predstavlja svojevrsni dokaz koncepta za metode mjerenja tima. "Izmjerili smo vrijednost srednje svjetline naše Galaksije na mjestu gdje je Mjesec okultivira kako bismo pokazali da tehnika radi", rekao je dr. McKinley za Space Magazine.
Doktor McKinley i njegov tim tek su na početku za što se nadaju da će biti plodna istraga. Oni još uvijek moraju pročistiti način na koji računaju za prednje i pozadinske emisije kako bi izolirali rane emisije vodikova radija. Ali ako mogu, otvorit će prozor na neuhvatljivu liniju od 21 cm neutralnog vodika. I ako to mogu primijetiti, nadaju se odgovorima na neka temeljna pitanja o povijesti Svemira.
- Istraživački rad: "Mjerenje globalnog 21-centimetrskog signala sa MWA-I: poboljšana mjerenja pozadine galaktičkog sinkrotrona pomoću lunarne okultacije"
- Izjava za ICRAR: "Mjesec pomaže otkriti tajne svemira"
- Ulaz iz Wikipedije: Kronologija svemira
