Februar 8, 2023

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Ein rekordverdächtiges Signal aus der weit, weit entfernten Galaxie ist das am weitesten entfernte, das jemals entdeckt wurde: ScienceAlert

Wasserstoff ist ein wesentlicher Baustein des Universums. Ob auf seinen geladenen Kern reduziert oder in ein Molekül gepackt, die Art seiner Existenz kann Ihnen viel über die Eigenschaften des Universums im größten Maßstab verraten.

Aus diesem Grund sind Astronomen sehr daran interessiert, Signale von diesem Element zu entdecken, wo immer sie auch zu finden sind.

Jetzt wurde die Wirkung von Licht auf ungeladenen atomaren Wasserstoff um einiges weiter von der Erde entfernt als je zuvor gemessen. Das Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) in Indien hat ein Signal mit einer Verlängerung empfangen Überprüfungszeit – Die Zeit zwischen der Emission von Licht und seiner Erkennung – beträgt 8,8 Milliarden Jahre.

Bild eines Funksignals aus der Galaxie. (Chakraborty & Roy/NCRA-TIFR/GMRT)

Das gibt uns einen spannenden Einblick in einige der allerersten Momente im Universum, die derzeit auf etwa 13,8 Milliarden Jahre geschätzt werden.

„Eine Galaxie sendet verschiedene Arten von Funksignalen aus“, sagt der Kosmologe Arnab Chakrabortyvon der McGill University in Kanada. „Bisher war es nur möglich, dieses spezielle Signal von einer nahe gelegenen Galaxie zu empfangen, was unser Wissen über die erdnächsten Galaxien einschränkt.“

In diesem Fall ist das von atomarem Wasserstoff ausgesendete Funksignal eine Lichtwelle mit einer Länge von 21 cm. Langwellen sind weder sehr aktiv, noch ist das Licht sehr intensiv, was es schwierig macht, sie aus der Ferne zu erkennen; der Der Zeitpunkt der vorherigen Datensatzprüfung Es war nur 4,4 Milliarden Jahre alt.

Aufgrund der großen Entfernung, die zurückgelegt wurde, bevor sie von GMRT abgefangen wurde, wurde die 21-cm-Emissionslinie durch Raumerweiterung auf 48 cm verlängert, ein Phänomen, das als beschrieben wird Rotverschiebung aus dem Licht.

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Das Team verwendete Gravitationslinsen, um das Signal zu erfassen, das von einer fernen sternbildenden Galaxie namens SDSSJ0826 + 5630 stammt.Bei Gravitationslinsen wird Licht verstärkt, während es dem gekrümmten Raum um ein massives Objekt folgt, das zwischen unseren Teleskopen und der ursprünglichen Quelle liegt , das effektiv wie eine riesige Linse wirkt.

Gravitationslinsen-Bildgebung
Illustration, die zeigt, wie Gravitationslinsen funktionieren. (Seine Schwärze ist kalt)

„In diesem speziellen Fall wird das Signal durch die Anwesenheit eines anderen massiven Objekts, einer anderen Galaxie, zwischen dem Ziel und dem Beobachter gebogen.“ sagt der Astrophysiker Nirupam RoyVom Indian Institute of Science.

„Dadurch wird das Signal effektiv um den Faktor 30 vergrößert, sodass das Teleskop es aufnehmen kann.“

Die Ergebnisse dieser Studie lassen Astronomen hoffen, dass sie in naher Zukunft weitere ähnliche Beobachtungen machen können: Entfernungen und Überprüfungszeiten, die zuvor tabu waren, liegen jetzt im Rahmen des Zumutbaren. Wenn die Sterne stimmen, das heißt.

Atomarer Wasserstoff entsteht, wenn heißes ionisiertes Gas aus der galaktischen Peripherie auf die Galaxie zu fallen beginnt und sich dabei abkühlt. Schließlich verwandelt es sich in molekularen Wasserstoff und dann in Sterne.

In der Lage zu sein, auch jetzt noch in der Zeit zurückzublicken, kann uns mehr darüber lehren, wie sich unsere Galaxie ursprünglich gebildet hat, und Astronomen zu einem besseren Verständnis des Verhaltens des Universums führen, als es gerade erst begann.

Diese neuesten Erkenntnisse „werden in naher Zukunft neue und aufregende Möglichkeiten zur Untersuchung der kosmischen Entwicklung von neutralem Gas mit aktuellen und kommenden Niederfrequenz-Radioteleskopen eröffnen“, schrieben die Forscher in ihrer Veröffentlichung. veröffentlichtes Papier.

Forschung veröffentlicht in Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society.