用一台小设备,天文学家发现了一个来自宇宙早期的信号

用一台小设备,天文学家发现了一个来自宇宙早期的信号

本周《自然》发表的一项研究

An absorption profile centred at 78 megahertz in the sky-averaged spectrum

报告一个来自宇宙早期

(大爆炸后的1.8亿年)

的信号。虽然这个信号与预计的相差无几,但是第二篇《自然》论文

Possible interaction between baryons and dark-matter particles revealed by the first stars

提出其一项属性表明

在早期宇宙中正常物质和暗物质之间有产生相互作用

用一台小设备,天文学家发现了一个来自宇宙早期的信号

上:宇宙中最早的恒星的艺术想象图;下:

宇宙的时间线显示了最早的恒星在宇宙大爆炸后的1.8亿年间出现

N.R.Fuller, National Science Foundation

监测来自宇宙黎明

(最早的恒星形成的阶段)

信号的国际工作正在进行中。人们预测,恒星在宇宙早期一旦形成,它们的紫外光便渗入原始氢气,改变氢原子中电子的激发态。该转化过程被称为中性氢21厘米谱线,它可使氢气吸收来自宇宙微波背景的光子,在无线电频谱中留下记号,该频谱应该可在今天低于200兆赫的无线电频率中观察到。

用一台小设备,天文学家发现了一个来自宇宙早期的信号

EDGES地面无线电光谱仪,CSIRO在西澳的Murchison射电天文观测台。



CSIRO Australia

在第一篇论文中,美国亚利桑那州立大学的Judd Bowman和同事报告在78兆赫监测到这样的一个信号。他们发现观察到的频谱宽度与预计的基本一致,但是它的振幅更大

(吸收更深)

,这意味着

原始气体比预想的更冷



用一台小设备,天文学家发现了一个来自宇宙早期的信号

宇宙演变过程中的温度变化。

Lincoln Greenhill

在另外一篇研究中,以色列特拉维夫大学的Rennan Barkana提出气体在氢气与更冷的暗物质相互作用中温度降低。根据观察到的信号,作者称暗物质粒子的质量不超过几质子质量。

?

Nature|doi:10.1038/nature25791 

Nature|doi:10.1038/nature25792

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An absorption profile centred at 78 megahertz in thesky-averaged spectrum

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