Un nouveau télescope en fil de poulet trouvera des bulles du Big Bang, selon des scientifiques

La galaxie de la Voie lactée dans le ciel nocturne au-dessus du réseau HERA. Le télescope ne peut ... [+] observer qu'entre avril et septembre, lorsque la Voie lactée est sous l'horizon, car la galaxie produit beaucoup de bruit radio qui interfère avec la détection des faibles radiations de l'époque de la réionisation. Le réseau se trouve dans une région silencieuse où les radios, les téléphones portables et même les voitures à essence sont interdits.

Au début, il y a environ 13,8 milliards d'années, il y a eu le « Big Bang », mais ensuite ? Environ 200 millions d'années plus tard, parmi les débris, les étoiles ont fusionné. Puis les galaxies naines. Leur lumière a chauffé le milieu intergalactique et l'univers tel que nous le connaissons a émergé.

Ce moment où les étoiles se sont allumées pour la première fois est appelé "l'aube cosmique", une période unique dans l'histoire de l'univers sur laquelle les astronomes cherchent désespérément à en savoir plus. À quoi ressemblaient ces étoiles et petites galaxies dites de "population 1" ?

Le télescope spatial James Webb (JWST) est sur le point de trouver une réponse, en imaginant une galaxie qui existait lorsque l'univers avait environ 325 millions d'années. Impressionnant, mais pas assez proche.

Le radiotélescope le plus sensible au monde pourrait-il faire mieux et voir directement cette "aube cosmique" - bien qu'il soit en grande partie fait de grillage à poules ?

Peut-être parce que le Hydrogen Epoch of Reionization Array (HERA) – un réseau de 350 radiotélescopes dans le désert du Karoo en Afrique du Sud – vient de voir sa sensibilité doublée. La radioastronomie est l'étude du ciel en radiofréquences, une forme de rayonnement électromagnétique au même titre que la lumière visible. Des réseaux comme le HERA sont disposés à la surface de la Terre pour amplifier les signaux radio faibles.

Peu importe que les nouveaux détecteurs d'HERA soient fabriqués à partir de grillage à poule, de tuyaux en PVC et de poteaux téléphoniques. "A une longueur d'onde de deux mètres, un grillage à poules est un miroir", a déclaré Dillon. "Tous les éléments sophistiqués se trouvent dans le backend du superordinateur."

Publié en ligne et accepté par The Astrophysical Letters pour publication future, l'article de l'équipe HERA décrit comment ils ont amélioré la sensibilité du réseau d'un facteur de 2,1 pour la lumière émise environ 650 millions d'années, et de 2,6 pour le rayonnement émis environ 450 millions d'années après la Big Bang.

Ils ont l'intention d'utiliser cette nouvelle sensibilité plus tard cette année pour construire une carte 3D des bulles d'hydrogène ionisé et neutre au fur et à mesure de leur évolution d'il y a environ 200 millions d'années à environ un milliard d'années après le Big Bang.

L'Hydrogen Epoch of Reionization Array (HERA) se compose de 350 plats pointés vers le haut pour détecter les émissions de 21 centimètres de l'univers primitif. Il est situé dans une région radio-silencieuse du Karoo aride en Afrique du Sud.

"Une carte 3D de la majeure partie de la matière lumineuse de l'univers est l'objectif pour les 50 prochaines années ou plus", a déclaré Joshua Dillon, chercheur à l'Université de Californie, département d'astronomie de Berkeley et auteur principal de l'article. "Cela se dirige vers une technique potentiellement révolutionnaire en cosmologie."

Les scientifiques essaieront de séparer "l'âge sombre cosmique" de "l'aube cosmique", en dégageant des bulles d'hydrogène ionisé dans l'hydrogène froid de l'univers primitif.

Les premiers résultats sont bons. Les travaux utilisant HERA jusqu'à présent suggèrent que les premières étoiles et galaxies pourraient avoir été composées en grande partie d'hydrogène et d'hélium, contrairement aux éléments variés qu'elles ont après cette période. Cependant, cela est largement basé sur le fait que l'équipe n'a pas détecté le signal qu'elle recherche.

"Cela a du sens car nous parlons d'une période dans le temps dans l'univers avant que la plupart des autres éléments ne soient formés", a déclaré Dillon.

La chasse aux bulles ionisées essentielles signifiera qu'HERA recherchera une longueur d'onde de lumière que l'hydrogène neutre absorbe et émet, mais pas l'hydrogène ionisé. C'est ce qu'on appelle la ligne de 21 centimètres - une fréquence de 1 420 mégahertz - et l'expansion de l'univers signifie qu'elle est 10 fois plus longue (donc environ 2 m/6 pieds). Ainsi, à 14 mètres de diamètre, les antennes d'HERA devraient être capables de collecter et de focaliser ce rayonnement sur des détecteurs.

Le résultat serait une image de l'univers comme un enfant.

Je vous souhaite un ciel clair et de grands yeux.