Эпоха реионизации в молодой Вселенной была продолжительной

[ESmirnov]

Двое американских физиков из Университета штата Аризона и Массачусетского технологического института представили первые результаты эксперимента EDGES, направленного на изучение эпохи реионизации.
Реионизацией называют один из этапов развития молодой Вселенной. Предполагается, что в начале существования Вселенной она была заполнена ионизированными водородом и гелием, которые постепенно остывали и переходили в нейтральное состояние. Источники излучения в тот период отсутствовали, вследствие чего он обозначается как «тёмные века»; после этого начали появляться первые космические объекты — звёзды и галактики. Под действием их излучения и началась реионизация, повторная ионизация нейтрального водорода.
Легко догадаться, что доступных методик исследования столь отдалённых во времени событий немного. Результат давали всего две из них: наблюдения удалённых квазаров и измерение анизотропии космического микроволнового фонового излучения.
В проекте EDGES реализуется третья возможная методика, основанная на регистрации радиолинии нейтрального водорода на длине волны в 21 см. «При ионизации водорода линия должна исчезать, что мы и используем в своей работе», — поясняет один из авторов Джадд Боуман (Judd Bowman). Задачу, которую поставили перед собой физики, нельзя назвать простой, поскольку интенсивность линии невелика (в каждом отдельном атоме переход, рождающий квант радиоизлучения, происходит в среднем один раз за 11 млн лет).
Радиоспектрометр EDGES, установленный в малонаселённой части западной Австралии, объединяет антенну, усилитель, цепи калибровки и компьютер, которые запитываются от солнечных батарей. Прибор настроен на работу в диапазоне 100–200 МГц, что для 21-сантиметровой линии соответствует величине красного смещения z от 6 до 13. Проанализировав данные, полученные за три месяца наблюдений, учёные пришли к выводу о том, что эпоха реионизации была весьма продолжительной и, вероятнее всего, растянулась более чем на 5 млн лет, то есть заняла промежуток значений z шириной более 0,06.
Эксперимент EDGES продолжается, и по мере накопления информации оценка будет уточняться. Прорывных результатов от относительно недорогого спектрометра простой конструкции учёные, впрочем, не ждут; необходимое повышение чувствительности измерений могут обеспечить лишь крупные радиотелескопы нового поколения.
Полная версия отчёта опубликована в журнале Nature.
http://science.compulenta.ru/581599/