Amharc 26 cm rèidio comharran, air an cruthachadh mar thoradh air eadar-ghluasad hyperfine de hydrogen cosmic a’ tabhann inneal eile seach sgrùdadh tràth cruinne-cè. A thaobh àm neodrach an leanaibh cruinne-cè nuair nach deach solas a-mach, is dòcha nach eil ann an loidhnichean 26 cm ach uinneag. Ge-tà, dh'atharraich iad sin rèidio comharran air an sgaoileadh le haidridean cosmic tràth cruinne-cè gu math lag agus air a bhith do-ruigsinneach gu ruige seo. Ann an 2018, thug deuchainn EDGE cunntas air lorg comharran 26 cm ach cha b’ urrainnear na co-dhùnaidhean a dhearbhadh gu neo-eisimeileach. B 'e a' phrìomh chùis siostam ionnstramaid agus truailleadh le comharran eile bho na speuran. Is e an Deuchainn REACH dòigh-obrach gun samhail a chleachdadh gus faighinn thairis air a’ bhotal. Thathas an dòchas gum bi e comasach don bhuidheann rannsachaidh seo na comharran so-ruigsinneach sin a lorg a dh’ aithghearr. Ma shoirbhicheas leis, dh’ fhaodadh REACH Experiment ‘reul-eòlas rèidio 26 cm’ a thoirt air thoiseach ann an sgrùdadh tràth cruinne-cè agus cuidich leinn gu mòr ann a bhith a 'fuasgladh dìomhaireachdan tràth cruinne-cè.
Nuair a thig e gu sgrùdadh cruinne-cè tràth, ainm a chaidh a chuir air bhog o chionn ghoirid Teileasgop fànais Seumas Webb (JWST) thig suas nar n-inntinn. JWST, neach-leantainn air leth soirbheachail Hubble teileasgop, tha a spaceAmharclann infridhearg stèidhichte air uidheamachd gus comharran optigeach / fo-dhearg a ghlacadh bho na reultan tràth agus galaxies a chaidh a chruthachadh anns an Cruinne-cè goirid an dèidh a 'Bhreatainn Mhòir1S an Iar- Ach, JWST tha beagan cuingealachadh ann gu ruige seo ri bhith a’ togail chomharran bhon àm neodrach de cruinne-cè tràth draghail.
Clàr: Epochs ann an eachdraidh cruinne-cè bhon Big Bang
(Stòr: Feallsanachd Cosmology – cùl-fhiosrachadh 21 cm. Ri fhaighinn aig http://philosophy-of-cosmology.ox.ac.uk/images/21-cm-background.jpg)
Suas gu 380 k bliadhna às deidh a’ bhrag mhòr, tha an cruinne-cè air a lìonadh le gas ianaichte agus bha e làn neo-shoilleir. Eadar 380k - 400 millean bliadhna, tha an cruinne-cè air fàs neodrach agus follaiseach. Thòisich àm an reionization às deidh na h-ìre seo a’ tòiseachadh 400 millean às deidh a’ bhrag mhòr.
Anns an àm neodrach tràth cruinne-cè, nuair a cruinne-cè air a lìonadh le gasaichean neodrach agus bha e follaiseach, cha deach comharra optigeach a chuir a-mach (mar sin ris an canar aois dhorcha). Chan eil stuth aonaidh a’ sgaoileadh solas. Tha seo na dhùbhlan ann an sgrùdadh tràth Cruinne-cè de linn neodrach. Ach, tha rèididheachd microwave de tonn-tonn 21 cm (co-ionann ri 1420 MHz) air a sgaoileadh leis an hydrogen fuar, neodrach cosmach san àm seo mar thoradh air eadar-ghluasad hyperfine (bho shnìomh co-shìnte gu snìomh an-aghaidh co-shìnte nas seasmhaiche) a’ tabhann chothroman do luchd-rannsachaidh. Bhiodh an rèididheachd microwave 21 cm seo air ath-ghluasad nuair a ruigeadh e an Talamh agus thèid a choimhead aig triceadan 200MHz gu 10 MHz mar tonnan rèidio2,3.
Reul-eòlas rèidio 21 cm: Tha amharc air comharran haidridean cosmic 21-ceudameatair a’ tabhann dòigh-obrach eile airson sgrùdadh tràth cruinne-cè gu h-àraidh aig ìre epoch neodrach a bha gun sgaoileadh solais sam bith. Faodaidh seo cuideachd fiosrachadh a thoirt dhuinn mu fhiosaig ùr leithid cuairteachadh stuth thar ùine, lùth dorcha, cùis dhorcha, tomadan neutrino, agus atmhorachd2.
Ach, tha na comharran 21-cm air an sgaoileadh leis an hydrogen cosmic tràth cruinne-cè tha an ìre so-ruigsinneach. Thathas an dùil gum bi e gu math lag (timcheall air ceud mìle uair nas laige na comharran rèidio eile a thig às na speuran cuideachd). Mar thoradh air an sin, tha an dòigh-obrach seo fhathast na òige.
Ann an 2018, bha luchd-rannsachaidh air aithris gun deach a leithid de chomharran rèidio a lorg aig tricead 78 MHz aig an robh a phròifil gu ìre mhòr co-chòrdail ris na bha dùil airson a ’chomharra 21-ceudameatair a chaidh a sgaoileadh leis a’ phrìomh haidridean cosmic.4. Ach cha b’ urrainnear an lorg seo de phrìomh chomharradh rèidio 21-cm a dhearbhadh gu neo-eisimeileach agus mar sin cha b’ urrainnear earbsachd an deuchainn a stèidheachadh gu ruige seo. Tha e coltach gur e am prìomh chùis truailleadh le comharran rèidio aghaidh an deilbh.
Is e a’ chlach-mhìle as ùire an aithisg air Rèidio Experiment airson Mion-sgrùdadh Cosmic Hydrogen (REACH) air 21 Iuchar 2022. Cleachdaidh REACH dòigh-obrach deuchainneach ùr-nodha gus na comharran rèidio cosmaigeach lag so-ruigsinneach sin a lorg agus mar sin bheir e dòchas ùr airson dearbhadh air comharran cosmaigeach 21-ceudameatair.
Tha an Deuchainn Rèidio airson Mion-sgrùdadh Cosmic Hydrogen (REACH) na dheuchainn 21-cm cuibheasach le speur. Tha seo ag amas air beachdan a leasachadh le bhith a’ riaghladh chùisean a tha mu choinneamh ionnstramaidean co-cheangailte ri comharran siostamach a tha air fhàgail san dàta. Tha e a’ cuimseachadh air a bhith a’ lorg agus a’ mìneachadh an t-siostam rianail còmhla ris na aghaidhean agus an comharra cosm-eòlasach a’ cleachdadh staitistig Bayesian. Tha an deuchainn a’ toirt a-steach amharc aig an aon àm le dà antennas eadar-dhealaichte, siostam bann-leathann ultra-leathann (raon redshift timcheall air 7.5 gu 28) agus calibrator cuidhteas stèidhichte air tomhais in-achadh.
Tha an leasachadh seo cudromach leis gu bheil comas aige a bhith mar aon de na h-innealan as fheàrr (agus cosg-èifeachdach cuideachd vis-a-vis space- ionadan-amhairc stèidhichte mar Seumas Webb) airson sgrùdadh tràth cruinne-cè a bharrachd air comas fiosaig bunaiteach ùr a thoirt a-steach.
***
Tùsan:
- Prasad U., 2021.Teileasgop Fànais Seumas Webb (JWST): A’ Chiad Amharclann Fànais coisrigte do sgrùdadh na cruinne-cè tràth. Eòrpach saidheansail. Air a phostadh air 6 Samhain 2021. Ri fhaighinn aig http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/james-webb-space-telescope-jwst-the-first-space-observatory-dedicated-to-the-study-of-early-universe/
- Pritchard JA agus Loeb A., 2012. cosmology 21 cm anns an 21mh linn. Aithisgean air Adhartas ann am Fiosaigs 75 086901. Ri fhaighinn aig https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0034-4885/75/8/086901. Preprint aig arXiv ri fhaighinn aig https://arxiv.org/abs/1109.6012 Tionndadh pdf https://arxiv.org/pdf/1109.6012.pdf
- Oilthigh Oxford. Feallsanachd Cosmology - cùl-fhiosrachadh 21 cm. Ri fhaighinn aig http://philosophy-of-cosmology.ox.ac.uk/21cm-background.html
- Bowman, J., Rogers, A., Monsalve, R. et al. Pròifil in-ghabhail stèidhichte air 78 megahertz anns an speactram cuibheasach speur. Nàdar 555, 67–70 (2018). https://doi.org/10.1038/nature25792
- de Lera Acedo, E., de Villiers, DIL, Razavi-Ghods, N. et al. An radiometer REACH airson an comharra hydrogen 21-cm a lorg bho redshift z ≈ 7.5–28. Nat Astron (2022). https://doi.org/10.1038/s41550-022-01709-9
- Eloy de Lera Acedo 2022. A’ nochdadh dìomhaireachdan Cruinne-cè na pàisde leis an radiometer REACH. Ri fhaighinn air-loidhne aig https://astronomycommunity.nature.com/posts/u
***
