3 februari 2023

Ook het niet detecteren van een signaal zegt sterrenkundigen iets over de eerste sterrenstelsels

Credit: NASA, ESA, H. Teplitz and M. Rafelski (IPAC/Caltech), A. Koekemoer (STScI), R. Windhorst (Arizona State University), and Z. Levay (STScI).

Al jaren zijn sterrenkundigen bezig om met netwerken van radiotelescopen een signaal van waterstof bij een golflengte van 21 cm te detecteren dat afkomstig is uit het zeer vroege heelal, het heelal van pakweg 200 miljoen jaar oud (het is nu 13,8 miljard jaar oud). In 2018 leken de radioantennes van EDGES in de woestijn in Australië een dip in de radiostraling bij 21 cm afkomstig van het vroege heelal te hebben bespeurd, maar dat signaal werd maart dit jaar niet waargenomen door de op het water drijvende radioantennes van SARAS in India. Deze week kwam daar de bevestiging van: opvolger SARAS3 ziet géén 21 cm-signaal uit het vroege heelal! Nou zou je kunnen denken ‘Ok, ze hebben niets gevonden, dus ze zullen wel teleurgesteld zijn’, maar zoals hier eerder gemeld zijn ook dit soort null-detections, zoals ze worden genoemd, ook waardevol voor sterrenkundigen. Harry Bevins (Cambridge’s Cavendish Laboratory) en z’n team heranalyseerden de gegevens van het SARAS3 experiment dat zocht naar het 21 cm-signaal uit de ‘kosmische dageraad’ [1]Ook wel de Epoch of Reïonization genoemd, de EoR, het tijdperk in de vroege geschiedenis van het heelal, toen de allereerste sterren ontstonden en hun sterke UV-straling het neutrale waterstofgas deed ioniseren. Dankzij het niet detecteren van die straling (hetgeen de uitkomst was van de heranalyse) was Bevins en z’n team in staat om grenzen te stellen aan enkele van de belangrijkste eigenschappen van de eerste lichtbronnen, waaronder de massa’s van de vroegste sterrenstelsels en de efficiëntie waarmee deze sterrenstelsels sterren kunnen vormen. Ook konden ze meten hoe efficiënt deze bronnen röntgen-, radio- en ultravioletstraling uitzenden. Op basis van de EDGES waarnemingen was het beeld dat de eerste sterrenstelsels wel duizend keer zo helder waren als hedendaagse sterrenstelsels, maar dat blijkt op basis van SARAS3 niet juist te zijn.

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

De gegevens laten nog iets anders zien, wat al eerder is gesuggereerd, namelijk dat de eerste sterren en sterrenstelsels een meetbare bijdrage kunnen hebben geleverd aan de kosmische microgolf-achtergrondstraling, die als gevolg van de oerknal is ontstaan ​​en die we nu overal aan de hemel kunnen zien als de 2,7K straling. Hoe groot die bijdrage precies is willen ze nu gaan bepalen. Volgend jaar willen ze in het kader van REACH (Radio Experiment for the Analysis of Cosmic Hydrogen) meer resultaten behalen over het waarnemen van de 21 cm lijn, liefst natuurlijk een keertje geen null-detection. Hier het vakartikel over de resultaten verkregen met SARAS3, gepubliceerd in Nature Astronomy. Bron: Universiteit van Cambridge.

Share

References

References
1 Ook wel de Epoch of Reïonization genoemd, de EoR

Comments

  1. Het Nature artikel zit helaas onder een paywall, dus maar ff zoeken met google. “SARAS is a correlation spectrometer designed for precision measurements of the cosmic radio background and faint features in the sky spectrum at long wavelengths and operates in the octave band 87.5–175 MHz.” Verder nog een link gevonden van de press release van de Indiase overheid: https://pib.gov.in/PressReleasePage.aspx?PRID=1802645 Jammer dat het gras steeds verder wordt weggemaaid voor het aangekondigde spectrometer project van het Radboud team op achterzijde van de maan (2026?) na het eerder deels mislukte NCLE project. De vraag is wat de frequenties onder de 90 MHz nu nog gaan opleveren zonder de helse aardse interferentie, we zijn benieuwd. Link: https://www.ru.nl/nieuws-agenda/meer-info/2021/augustus/sterrenkundige-mark-klein-wolt-grote-dromen/

Speak Your Mind

*

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

%d bloggers liken dit: