3 februari 2023

QUIJOTE brengt de microgolfstraling van de Melkweg in kaart

Credit: The QUIJOTE Collaboration

In 2012 is QUIJOTE (Q-U-I JOint TEnerife Experiment) gestart, het samenwerkingsverband dat gebruikmakend van twee 2,5 meter telescopen van het Teide Observatorium op Tenerife op de Canarische Eilanden de hemel waarneemt in het microgolfgebied van het spectrum (frekwenties tussen 300 MHz en 300 GHz). Recent zijn de resultaten gepubliceerd van de periode mei 2013-juni 2018, toen de hemel maar liefst 9.000 uur (!) werd waargenomen en de microgolfstraling van het Melkwegstelsel, inclusief de polarisatie van dat licht, zeer uitgebreid in beeld werd gebracht. In zes wetenschappelijke artikelen, gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society zijn die resultaten terug te vinden (zie onderaan).

Kaart van de kosmische straling van de noordelijke sterrenhemel. De kleuren geven de intensiteit van de hoeveelheid straling weer, het golfpatroon de  polarisatie. Credit: QUIJOTE Collaboration

De waarnemingen zijn vooral gericht op het in beeld brengen van de polarisatie van de microgolfstraling met frekwenties tussen 10 en 40 GHz. Polarisatie is een eigenschap van transversale golven zoals lichtgolven die de richting van de oscillaties van de golven specificeert en de aanwezigheid van een magnetisch veld aangeeft. Die polarisatie van de microgolven wordt voor het grootste gedeelte veroorzaakt door stof in het Melkwegstelsel, maar het vermoeden bestaat al heel lang dat een klein deel ook wordt veroorzaakt door zogeheten primordiale zwaartekrachtgolven, dat zijn zwaartekrachtgolven die stammen uit de inflatieperiode van de oerknal. Naar die primordiale zwaartekrachtgolven wordt al lang gezocht en in maart 2014 was er korte tijd opwinding omdat de BICEP2-collaboratie, die een telewscoop op de Ziuidpool hanteerden, meende de polarisatie van de kosmische microgolf-achtergrondstraling (Engelse afkorting: CMB) als gevolg van primodriale zwaartekrachtgolven te hebben bespeurd. Dat blijkt niet het geval te zijn, want met de Europese Plancksatelliet werd al snel duidelijk gemaakt dat het polarisatie betrof dat veroorzaakt werd door stof in de eigen Melkweg.

Het QUIJOTE experiment van het Teide Observatorium (Tenerife, Spain). Credit: Daniel López / IAC

Omdat de lokale emissie vanuit de Melkweg van microgolfstraling als een soort van sluier hangt over de CMB van het gehele heelal wil men die lokale emissie in kaart brengen, zodat na aftrek daarvan de emissie van de CMB overblijft en men mogelijk de polarisatie kan zien van de primordiale zwaartekrachtgolven, ook wel de B-mode golven genoemd. Op dit moment is het nog te vroeg om daar iets over te zeggen, maar in acht toekomstige vakartikelen, waarin de CMB-polarisatiekaarten van de QUIJOTE-instrumenten TGI (Thirty -GHz Instrument) en FGI (Forty-GHz Instrument) worden gepubliceerd, hoopt men dat wel te kunnen doen. De nu gepubliceerde resultaten zijn verkregen met het MFI-instrument (MultiFrequency Instrument) van QUIJOTE.

Op basis van de MFI-waarnemingen met QUIJOTE kon men in ieder geval vaststellen dat er vanuit het centrum van het Melkwegstelsel inderdaad een overschot komt aan microgolfstraling en er zijn ook aanwijzingen gevonden dat deze gepolariseerd is. Dat kan wijzen op donkere materie in het centrum, dat in een vervalproces microgolfstraling uitzendt. 

Vakartikelen met de resultaten van QUIJOTE

  • J. A. Rubiño-Martín et al., «QUIJOTE scientific results – IV. A northern sky survey in intensity and polarization at 10–20 GHz with the multifrequency instrument,» Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS) 519: 3383-3431 (12 Jan 2023), doi: https://doi.org/10.1093/mnras/stac3439arXiv:2301.05113 [astro-ph.GA] (12 Jan 2013);
  • D. Tramonte et al., «QUIJOTE scientific results – V. The microwave intensity and polarization spectra of the Galactic regions W49, W51 and IC443,» MNRAS 519: 3432-3459 (12 Jan 2023), doi: https://doi.org/10.1093/mnras/stac3502arXiv:2301.05114 [astro-ph.GA] (12 Jan 2023);
  • F. Guidi et al., «QUIJOTE scientific results – VI. The Haze as seen by QUIJOTE,» MNRAS 519: 3460-3480 (12 Jan 2023), doi: https://doi.org/10.1093/mnras/stac3468arXiv:2301.05115 [astro-ph.HE] (12 Jan 2023);
  • F. Poidevin et al., «QUIJOTE scientific results – VII. Galactic AME sources in the QUIJOTE-MFI northern hemisphere wide survey,» MNRAS 519: 3481-3503 (12 Jan 2023), doi: https://doi.org/10.1093/mnras/stac3151arXiv:2301.05116 [astro-ph.GA] (12 Jan 2023);
  • E. de la Hoz et al., «QUIJOTE scientific results – VIII. Diffuse polarized foregrounds from component separation with QUIJOTE-MFI,» MNRAS 519: 3504-3525 (12 Jan 2023), doi: https://doi.org/10.1093/mnras/stac3020arXiv:2301.05117 [astro-ph.GA] (12 Jan 2023);
  • D. Herranz et al., «QUIJOTE scientific results – IX. Radio sources in the QUIJOTE-MFI wide survey maps,» MNRAS 519: 3526-3545 (12 Jan 2023), doi: https://doi.org/10.1093/mnras/stac3657arXiv:2301.05118 [astro-ph.GA] (12 Jan 2023).

Bron: Phys.org + Francis Naukas.

Share

Comments

  1. Ik ben toch wel benieuwd hoe men hier omgaat met de Faraday rotatie in de ionosfeer die van wezenlijke invloed is op de gemeten polarisatie. Zoiets moet je toch meten ver buiten die invloedsfeer van de aarde? zie:
    https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/faraday-effect

Speak Your Mind

*

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

%d bloggers liken dit: