Տիեզերական ջրածնի գերնուրբ անցման պատճառով առաջացած 26 սմ ռադիոազդանշանների դիտարկումը վաղ տիեզերքի ուսումնասիրության այլընտրանքային գործիք է : Ինչ վերաբերում է նորածին տիեզերքի չեզոք դարաշրջանին , երբ լույս չէր արձակվում, 26 սմ գծերը, թերևս, միակ պատուհանն են: Այնուամենայնիվ, վաղ տիեզերքում տիեզերական ջրածնի կողմից արձակված այս կարմիր շեղված ռադիոազդանշանները չափազանց թույլ են և մինչ օրս անհասանելի են եղել: 2018 թվականին EDGE փորձը հայտնեց 26 սմ ազդանշանների հայտնաբերման մասին, սակայն արդյունքները հնարավոր չէր անկախ կերպով հաստատել: Հիմնական խնդիրը գործիքների համակարգվածությունն էր և երկնքից եկող այլ ազդանշաններով աղտոտումը: REACH փորձը պետք է օգտագործի եզակի մեթոդաբանություն՝ խոչընդոտը հաղթահարելու համար: Հույս կա, որ այս հետազոտական խումբը մոտ ապագայում հուսալիորեն կկարողանա հայտնաբերել այս անհասանելի ազդանշանները: Հաջողության դեպքում REACH փորձը կարող է «26 սմ ռադիոաստղագիտությունը» առաջնային պլան բերել վաղ տիեզերքի ուսումնասիրության մեջ և շատ օգնել մեզ բացահայտել վաղ տիեզերքի առեղծվածները :
Երբ խոսքը վերաբերում է վաղ տիեզերքի ուսումնասիրությանը , մեր մտքում է հայտնվում վերջերս արձակված Ջեյմս Ուեբի տիեզերական աստղադիտակի (JWST) անունը : JWST-ն , որը հսկայական հաջողություն ունեցող Հաբլի աստղադիտակի իրավահաջորդն է , տիեզերքում տեղակայված, ինֆրակարմիր աստղադիտարան է, որը հագեցած է Մեծ պայթյունից անմիջապես հետո տիեզերքում ձևավորված վաղ աստղերից և գալակտիկաներից օպտիկական/ինֆրակարմիր ազդանշաններ որսալու համար : Այնուամենայնիվ, JWST-ն որոշակի սահմանափակումներ ունի վաղ տիեզերքի չեզոք դարաշրջանից ազդանշաններ որսալու հարցում :
Աղյուսակ՝ Տիեզերքի պատմության դարաշրջաններ Մեծ պայթյունից հետո
(Աղբյուր՝ Կոսմոլոգիայի փիլիսոփայություն – 21 սմ ֆոն։ Հասանելի է http://philosophy-of-cosmology.ox.ac.uk/images/21-cm-background.jpg կայքում )
Մեծ պայթյունից մինչև 380 հազար տարի անց տիեզերքը լցված էր իոնացված գազով և լիովին անթափանց էր։ 380 հազարից մինչև 400 միլիոն տարի անց տիեզերքը դարձել էր չեզոք և թափանցիկ։ Վերաիոնացման դարաշրջանը սկսվել է այս փուլից հետո՝ սկսելով Մեծ պայթյունից 400 միլիոն տարի անց։
Վաղ տիեզերքի չեզոք դարաշրջանում , երբ տիեզերքը լցված էր չեզոք գազերով և թափանցիկ էր, օպտիկական ազդանշան չէր արձակվում (հետևաբար կոչվում է մութ դարաշրջան): Միավորված նյութը լույս չի արձակում: Սա մարտահրավեր է ներկայացնում վաղ չեզոք դարաշրջանի տիեզերքի ուսումնասիրության համար : Այնուամենայնիվ, այս դարաշրջանում սառը, չեզոք տիեզերական ջրածնի կողմից գերնուրբ անցման (զուգահեռ սպինից դեպի ավելի կայուն հակազուգահեռ սպին) արդյունքում արձակված 21 սմ ալիքի երկարությամբ միկրոալիքային ճառագայթումը (համապատասխանում է 1420 ՄՀց-ի) հնարավորություններ է ընձեռում հետազոտողներին: Այս 21 սմ միկրոալիքային ճառագայթումը կարմիր շեղում կունենա Երկիր հասնելուն պես և կդիտարկվի 200 ՄՀց-ից մինչև 10 ՄՀց հաճախականություններում որպես ռադիոալիքներ 2,3 :
21 սմ ռադիոաստղագիտություն. 21 սանտիմետրանոց տիեզերական ջրածնային ազդանշանների դիտարկումը այլընտրանքային մոտեցում է առաջարկում վաղ տիեզերքի , մասնավորապես՝ չեզոք դարաշրջանի փուլի ուսումնասիրությանը , որը զուրկ էր լույսի որևէ ճառագայթումից: Սա նաև կարող է մեզ տեղեկություններ տրամադրել նոր ֆիզիկայի մասին, ինչպիսիք են նյութի բաշխումը ժամանակի ընթացքում, մութ էներգիան, մութ նյութը, նեյտրինոների զանգվածները և ինֆլյացիան ։
Սակայն, վաղ տիեզերքի փուլում տիեզերական ջրածնի կողմից արձակված 21 սմ ազդանշանները դժվար է նկատել։ Ակնկալվում է, որ դրանք չափազանց թույլ կլինեն (մոտ հարյուր հազար անգամ ավելի թույլ, քան երկնքից արձակվող այլ ռադիոազդանշանները)։ Արդյունքում, այս մոտեցումը դեռևս մանկության փուլում է։
2018 թվականին հետազոտողները հայտնել էին նման ռադիոազդանշանի հայտնաբերման մասին 78 ՄՀց հաճախականությամբ, որի պրոֆիլը մեծապես համապատասխանում էր նախնադարյան տիեզերական ջրածնի 4 կողմից արձակված 21 սանտիմետրանոց ազդանշանի սպասումներին : Սակայն նախնադարյան 21 սմանոց ռադիոազդանշանի այս հայտնաբերումը հնարավոր չէր անկախ կերպով հաստատել, հետևաբար, փորձի հուսալիությունը մինչ օրս հնարավոր չէր հաստատել: Հիմնական խնդիրը, կարծես, առաջին պլանի ռադիոազդանշաններով աղտոտումն է:
Վերջին նշաձողը Տիեզերական ջրածնի վերլուծության ռադիոփորձի (REACH) զեկույցն է 21 թվականի հուլիսի 2022-ին: REACH-ը կօգտագործի նոր փորձարարական մոտեցում՝ հայտնաբերելու այս թույլ անհասանելի տիեզերական ռադիոազդանշանները, այդպիսով 21 սանտիմետրանոց տիեզերական ազդանշանների հաստատման նոր հույս կառաջարկի:
Տիեզերական ջրածնի վերլուծության ռադիոփորձը (REACH) երկնային միջինացված 21 սմ փորձ է: Այն նպատակ ունի բարելավել դիտարկումները՝ կառավարելով տվյալներում մնացորդային համակարգված ազդանշանների հետ կապված սարքերի առջև ծառացած խնդիրները: Այն կենտրոնանում է համակարգվածության հայտնաբերման և համատեղ բացատրության վրա՝ առաջին պլանի և տիեզերական ազդանշանի հետ միասին՝ օգտագործելով Բայեսյան վիճակագրությունը: Փորձը ներառում է միաժամանակյա դիտարկումներ երկու տարբեր անտենաներով, գերլայնաշերտ համակարգով (կարմիր շեղման միջակայք մոտ 7.5-ից 28) և ընդունիչ-ստուգիչով՝ հիմնված դաշտային չափումների վրա:
Այս զարգացումը նշանակալի է՝ հաշվի առնելով դրա ներուժը դառնալու լավագույն գործիքներից մեկը (և նաև ծախսարդյունավետ՝ համեմատած Ջեյմս Ուեբի նման տիեզերական աստղադիտարանների հետ) վաղ տիեզերքի ուսումնասիրության, ինչպես նաև նոր հիմնարար ֆիզիկայի ներդրման հնարավորության համար։
***
Հիշատակում:
- Prasad U., 2021. Ջեյմս Ուեբ տիեզերական աստղադիտակ (JWST): Առաջին տիեզերական աստղադիտարանը, որը նվիրված է վաղ տիեզերքի ուսումնասիրությանը: Գիտական եվրոպ. Տեղադրվել է 6 թվականի նոյեմբերի 2021-ին: Հասանելի է http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/james-webb-space-telescope-jwst-the-first-space-observatory-dedicated-to-the-study-of-early-universe/
- Pritchard JA and Loeb A., 2012. 21 սմ տիեզերագիտություն 21-րդ դարում. Ֆիզիկայի առաջընթացի մասին հաշվետվություններ 75 086901. Հասանելի է https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0034-4885/75/8/086901. Նախնական տպագրությունը arXiv-ում հասանելի է https://arxiv.org/abs/1109.6012 pdf տարբերակը https://arxiv.org/pdf/1109.6012.pdf
- Օքսֆորդի համալսարան. Տիեզերագիտության փիլիսոփայություն – 21 սմ ֆոն: Հասանելի է http://philosophy-of-cosmology.ox.ac.uk/21cm-background.html
- Bowman, J., Rogers, A., Monsalve, R. et al. Կլանման պրոֆիլը կենտրոնացած է 78 մեգահերց վրա երկնքի միջին սպեկտրում: Nature 555, 67–70 (2018): https://doi.org/10.1038/nature25792
- de Lera Acedo, E., de Villiers, DIL, Razavi-Ghods, N. et al. REACH ռադիոմետրը կարմիր շեղումից 21 սմ ջրածնի ազդանշան հայտնաբերելու համար z ≈ 7.5–28: Nat Astron (2022). https://doi.org/10.1038/s41550-022-01709-9
- Eloy de Lera Acedo 2022. Բացահայտելով մանկական տիեզերքի առեղծվածները REACH ռադիոմետրով: Հասանելի է առցանց՝ հասցեով https://astronomycommunity.nature.com/posts/u
***
