Радиоастрономы из Аризонского государственного университета и MIT недавно зафиксировали предсказанное радио-явление, происходящее от самых первых образовавшихся во Вселенной звёзд.
Водород, как правило, испускает радиосигналы в диапазоне 21 см (1,4 ГГц) в частотном спектре. Излучение от отдельного атома водорода очень редко, но поскольку во Вселенной так много водорода, можно наблюдать пик на 1,4 ГГц в спектре частот, если использовать чувствительный радиоприемник с направленной антенной, направленной вверх к небу. Это эксперимент средней сложности, который сегодня может выполнить любительский радиоастроном с помощью дешевых RTL-SDR или других SDR вместе с несколькими низкошумными усилителями (LNA).
В этом эксперименте астрономы сосредоточены на искажении сигнала в линии 21 см, которое, как ожидается, было создано во время формирования первых звёзд. В своей работе они пишут:
После появления звёзд в ранней Вселенной их ультрафиолетовый свет, как ожидается, в конечном итоге проникнет в примитивный водородный газ и изменит возбуждение его 21-сантиметровой гиперфинной линии. Это изменение заставит газ поглощать фотоны космического микроволнового фона, порождая спектральное искажениe, которое должно быть наблюдаемo сегодня на радиочастотах ниже 200 мегагерц.
Полученные результаты показывают успешное обнаружение ожидаемого явления на 78 МГц, подтверждая возраст эпохи, когда, как предполагается, начали формироваться первые звёзды. Явление обнаружено на 78 МГц, а не на 1,4 ГГц, потому что длина волны сигнала водородной линии растягивается по мере удаления источника от нас из-за эффекта красного смещения, вызванного расширением Вселенной. Это обнаружение относится к самым дальним (и следовательно самым древним) звёздам во Вселенной, поэтому ожидается значительное растяжение.
Эксперимент состоял из широкополосного блейд-диполя, установленного в австралийской глубинке. Поскольку космический сигнал, как ожидается, должен быть зафиксирован прямо в середине диапазона вещательного FM, требуется специально подобранное место, свободное от радиопомех. Приёмное SDR-оборудование состоит из LNA, линейного усилителя, фильтрации и 14-разрядного АЦП, подключённого к ПК.
Похоже, что этот эксперимент можно повторить любителями-радиоастрономами с использованием коммерческого SDR-оборудования, но самой большой проблемой, вероятно, будет поиск очень тихого места без вещательных FM-сигналов.
Источник:
