Site pictogram Astroblogs

Nee, de Kosmische Dageraad die EDGES in 2018 zag is niet waargenomen door SARAS

Voorstelling van sterrenstelsels in het tijdperk van de reïonisatie. Credit:M. Alvarez (http://www.cita.utoronto.ca/~malvarez), R. Kaehler, and T. Abel/ESO

Impressie van de Kosmische Dageraad, toen de eerste sterren zorgden voor de ‘reïonisatie’ van waterstof in het vroege heelal. Credit: ESA/Christophe Carreau/Science Source

Vier jaar geleden zagen de radioantennes van EDGES in de woestijn in Australië een dip in de radiostraling afkomstig van het vroege heelal, een daling in de intensiteit die de sterrenkundigen toen toeschreven aan een signaal van de allereerste sterren in het heelal, een periode in de geschiedenis van het heelal die de Kosmische Dageraad wordt genoemd, 180 miljoen jaar na de oerknal. Maar je weet hoe het gaat in de sterrenkunde, iets is pas bewezen als een onafhankelijk instrument hetzelfde heeft gezien. Daarom hebben afgelopen jaren sterrenkundigen van het Raman Research Institute in Bangalore, India, getracht die dip in de radiostraling ook te zien en dat deden ze met SARAS, een set radioantennes, dit keer niet in een woestijn, maar drijvend op een paar meren in India (zie de foto hieronder).

Links EDGES, rechts SARAS. Credit: EDGES/ Saurabh Singh

Onlangs zijn de resultaten bekendgemaakt van de speurtocht met SARAS en die zijn gepubliceerd in Nature Astronomy. En je vermoedt ’t waarschijnlijk al: met SARAS kon met de dip in de radiostraling niet reproduceren. Beide arrays van radioantennes kijken naar de bekende 21-cm lijn van waterstof, de radiostraling die door onze landgenoot Hendrik v.d. Hulst in 1944 als eerste werd geopperd. Waterstofatomen kunnen dat uitzenden als hun elektronen van baan verspringen. Uit de tijd van het vroegste heelal zou die straling overal in dezelfde mate uitgezonden zijn en zonder variatie zou dat signaal praktisch onzichtbaar zijn voor de radiotelescopen op aarde. Maar de hypothetische allereerste sterren (de zgn. Populatie III sterren) zouden wel voor die variatie kunnen zorgen, want door hun intense UV-straling zouden waterstofatomen meer 21-cm straling absorberen dan uitstralen en dat zou dan zorgen voor een dip in de hoeveelheid 21-cm straling, een dip waarvan de EDGES mensen in 2018 dus dachten dat ze die gezien hebben. Die eerste generatie sterren zou erg zwaar zijn en na een kort, maar intens leven tot zwart gat ineenklappen. De röntgenstraling van het hete gas rondom die eerste zwarte gaten zou op haar beurt weer zorgen voor een verhoging van de intensiteit van de 21-cm straling en wij zouden dit dan kunnen waarnemen als een toename in helderheid bij een iets kortere radiogolflengte dan die van het oudere licht. De dip in de straling in een nauwe band in het radiogebied, bij een golflengte van ongeveer 4 meter, werd dus door EDGES gezien, maar niet door SARAS.

Het door EDGES waargenomen signaal uit 2018. Credit: Judd Bowman et al.

Hamvraag is natuurlijk waarom EDGES het signaal wel zag en SARAS niet. Mogelijk is er een héél aardse verklaring voor het verschil: dat de radioantennes in Australië een door de instrumenten zelf gemaakt reflectie zagen. Rondom alle antennes bevindt zich een 30 meter groot metalen schild dat bedoeld is om storende radiostraling van elders tegen te houden. Maar het zou kunnen dat de randen van die schilden de dip in de straling veroorzaakten. Bij SARAS hebben ze de antennes anders opgebouwd, als kegels van aluminium, drijvend op een meer, en daar hadden ze van die storing geen last. Mogelijk dat dat het verschil tussen de twee verklaart. Bron: Quanta Magazine.

Mobiele versie afsluiten