3 2 月, 2023

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天文学家从遥远的星系接收无线电信号

印度马哈拉施特拉邦浦那附近的巨型米波射电望远镜 (GMRT) 的碟形天线。 图片来源:国家射电天体物理中心

探索比地球更远的星系现在可能触手可及。

恒星是如何在遥远的星系中形成的? 长期以来,天文学家一直试图通过检测附近星系发出的无线电信号来回答这个问题。 然而,星系离地球越远,这些信号就会变得越弱,这使得目前的射电望远镜很难捕捉到它们。

现在,来自蒙特利尔和印度的研究人员已经捕获到来自最遥远星系的无线电信号,其特定波长称为 21 厘米线,使天文学家能够更深入地探究早期宇宙的奥秘。 在印度巨米波射电望远镜的帮助下,这是第一次在如此远的距离检测到这种类型的无线电信号。

探测来自遥远星系的信号

插图显示了对来自遥远星系的信号的检测。 图片来源:Sawada Pardesi

“一个星系会发出不同类型的无线电信号。到目前为止,只能从附近的星系中接收到这种特定的信号,这限制了我们对那些离地球最近的星系的了解,”麦吉尔大学博士后研究员 Arnab Chakraborty 说在 Matt Dobbs 教授的指导下。

但是借助一种称为引力透镜的自然现象,我们可以从创纪录的距离接收到微弱的信号。 这将帮助我们了解距地球更远的星系的形成。”

回顾早期宇宙

研究人员首次能够检测到来自遥远的恒星形成星系 SDSSJ0826+5630 的信号,并测量其气体的成分。 研究人员指出,这个特定星系中气体含量的原子质量几乎是我们可见恒星的两倍。

来自遥远星系的无线电信号

来自银河系的无线电信号图像。 图片来源:Chakraborty 和 Roy/NCRA-TIFR/GMRT

团队探测到的信号是在宇宙只有 49 亿年时从这个星系发出的,使研究人员得以一窥早期宇宙的奥秘。 “这相当于回顾过去 88 亿年,”在麦吉尔大学物理系研究宇宙学的 Chakraborty 说。

捕捉来自遥远星系的信号

“引力透镜放大了来自遥远物体的信号,以帮助我们观察早期宇宙。在这种特殊情况下,信号因目标和观察者之间存在的另一个大质量物体、另一个星系而发生弯曲。这有效地将信号放大 30 倍,使望远镜能够捕捉到它们,”合著者、印度科学研究所物理系副教授尼鲁帕姆·罗伊 (Nirupam Roy) 说。

据研究人员称,这些结果显示了使用引力透镜在类似情况下观察遥远星系的可行性。 它还为使用当今的低频射电望远镜研究恒星和星系的宇宙演化开辟了令人兴奋的新机会。

参考:Arnab Chakraborty 和 Nirupam Roy 于 2022 年 12 月 23 日发表的“从 z ∼ 1.3 处的强透镜星系检测到的 21 厘米 HI 发射”,可在此处获取。 英国皇家天文学会月刊.
DOI:10.1093/mnras/stac3696

巨型米波射电望远镜由 NCRA-TIFR 建造和运营。 该研究由麦吉尔大学和印度科学研究所资助。

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