Международная группа ученых во главе с астрономами Кембриджского университета разработала способ наблюдения за древнейшими звездами, скрытыми в облаках водорода, которые заполнили Вселенную через 378 тысяч лет после Большого взрыва. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy.
Наблюдения за светом ранних звезд будут проводиться с помощью радиотелескопа следующего поколения Square Kilometer Array (SKA). Ожидается, что электромагнитное излучение от этих объектов примерно в 100 тысяч раз слабее, чем другие радиосигналы, поэтому искажения, неизбежные при использовании радиоинструментов, вносят в данные сильный шум. Чтобы решить эту проблему, исследователи придумали новую методологию в рамках эксперимента REACH (Radio Experiment for the Analysis of Cosmic Hydrogen) по поиску излучения от ранних водородных облаков.
Метод основан на байесовской статистике, что позволяет найти космологический сигнал даже в присутствии помех от самого телескопа и фонового космического радиошума. Ученые смоделировали реальное наблюдение с использованием нескольких радиоантенн Square Kilometer Array в широком диапазоне частот, и выяснили, что такой подход значительно повышает надежность данных.
Первые звезды и галактики образовались через некоторое время после эпохи рекомбинации, когда Вселенная впервые стала прозрачной для света. Излучение этих первых светящихся источников нагревало и реионизировало наполняющий Вселенную облака нейтрального водорода, который, в свою очередь, испускал радиоизлучение в линии 21 сантиметр. Хотя существует модели, как менялась интенсивность этого радиоизлучения в ранней Вселенной, все еще существует большая неопределенность из-за недостатка данных наблюдений.