ماذا يستخدم علماء الفلك لتصفية "ضباب" الكون المبكر في صور التلسكوب الراديوى؟

الفضاء

وكالات

الأربعاء، 27 يوليو 2022 12:00 م

ابتكر علماء الفلك طريقة جديدة "للرؤية" من خلال ضباب الكون المبكر حتى يتمكنوا من اكتشاف الضوء من النجوم والمجرات الأولى وفقا لما نقلته RT.

ولطالما كانت مراقبة ولادة هذه الأجسام هدفا للعلماء لأنها ستساعد في تفسير كيفية تطور الكون من الفراغ بعد الانفجار العظيم إلى الكون المعقد الذي نلاحظه اليوم، بعد 13.8 مليار سنة. إنه أمر مكلف به تلسكوب جيمس ويب الجديد الفضائي، بالإضافة إلى مصفوفة الكيلومتر المربع (SKA).

ولكن بينما ينظر جيمس ويب إلى الأطوال الموجية في الأشعة تحت الحمراء، فإن الجيل التالي من تلسكوب SKA القائم على الأرض - المقرر أن يكتمل بحلول نهاية العقد - سيدرس الكون المبكر من خلال موجات الراديو.

وبالنسبة للتلسكوبات الراديوية الحالية، يتمثل التحدي في اكتشاف الإشارة الكونية للنجوم من خلال سحب الهيدروجين السميكة، والتي تحجب الرؤية لأنها تمتص الضوء جيدا.

ويمكن أن يؤدي التشوه الناتج عن إشارات الراديو الأخرى أيضا إلى إعاقة الطريق، وهو ما يعتبر أحد التحديات الشديدة التي تواجه علم الكون الراديوي الحديث.

وعلى سبيل المثال، إشارات المجرات البعيدة التي يحاول علماء الفلك اكتشافها أضعف بحوالي 100000 مرة من تلك التي نشأت في مجرتنا.

لكن الباحثين بقيادة جامعة كامبريدج طوروا الآن منهجية جديدة، باستخدام الرياضيات، والتي ستسمح لهم برؤية الغيوم البدائية وإشارات ضوضاء السماء الأخرى. لذلك سيسمح لهم بتجنب التأثير الضار للتشوهات التي يسببها التلسكوب الراديوي.

وستسمح فكرتهم، التي كانت جزءا من تجربة REACH (تجربة الراديو لتحليل الهيدروجين الكوني)، لعلماء الفلك برصد أقدم النجوم من خلال تفاعلها مع غيوم الهيدروجين، بنفس الطريقة التي نستنتج بها منظرا طبيعيا من خلال النظر إلى الظلال في الضباب.

ويكمن الأمل في أنه سيحسن جودة وموثوقية الملاحظات من التلسكوبات الراديوية التي تبحث في هذا الوقت الرئيسي غير المكتشف في تطور الكون.

ومن المتوقع أن تكون الملاحظات الأولى من REACH في وقت لاحق من هذا العام.

وفي عام 2018، نشرت مجموعة بحثية أخرى نتيجة ألمحت إلى اكتشاف محتمل لهذا الضوء المبكر، لكن علماء الفلك لم يتمكنوا من تكرار ذلك - ما دفعهم للاعتقاد بأن النتيجة الأصلية ربما كانت بسبب التداخل من التلسكوب المستخدم.

ومن أجل دراسة هذه الفترة من تطور الكون، والتي يشار إليها غالبا باسم الفجر الكوني، يستخدم علماء الفلك خطا يبلغ طوله 21 سنتيمترا - وهو توقيع إشعاع كهرومغناطيسي من الهيدروجين في بدايات الكون.

ويبحثون عن إشارة راديو تقيس التباين بين الإشعاع الصادر عن الهيدروجين والإشعاع خلف ضباب الهيدروجين.

وتستخدم المنهجية إحصاءات بايز للكشف عن إشارة كونية في وجود تداخل من التلسكوب وضوضاء عامة من السماء، بحيث يمكن فصل الإشارات.

وللقيام بذلك، كانت هناك حاجة إلى أحدث التقنيات من مختلف المجالات.

ويجري حاليا الانتهاء من إنشاء تلسكوب SKA في محمية راديو Karoo في جنوب إفريقيا، وهو موقع تم اختياره لظروفه الممتازة لعمليات المراقبة اللاسلكية للسماء.