Space roar: NASA havaitsi maailmankaikkeuden äänekkäimmän äänen, mutta mikä se on?

avaruudessa kukaan ei kuule huutoa, mutta oikeilla varusteilla on mahdollista havaita karjunta. Se, mitä tutkijat havaitsivat jo vuonna 2006, kun he alkoivat etsiä kaukainen merkkejä maailmankaikkeus käyttämällä monimutkainen väline kiinnitetty valtava ilmapallo, joka lähetettiin avaruuteen. Soitin pystyi poimimaan radioaaltoja kaukaisten tähtien kuumuudesta, mutta se, mitä tuona vuonna tapahtui, oli suorastaan ällistyttävää.,

– Niin väline kuunnellut korkeus noin 23 kilometriä (37 km), se piristyi signaalin, joka on kuusi kertaa kovempaa kuin odotettavissa cosmologists. Koska se oli liian kovaa olla aikaisin tähdet ja paljon suurempi kuin ennustettu yhdistetty radio-päästöjen kaukaisista galakseista, voimakas signaali aiheutti suurta ihmetystä. Tiedemiehet eivät vieläkään tiedä, mikä sen aiheuttaa. Lisäksi se voi haitata yrityksiä etsiä signaaleja ensimmäisistä tähdistä, jotka syntyivät alkuräjähdyksen jälkeen.,

väline, joka osoittaa, salaperäinen möly signaali oli Ehdoton Radiometer for Kosmologia, Astrofysiikka, ja Hajakuormituksen Päästöjen (ARCADE), jonka NASA rakensi laajentaa tutkia kosmista taustasäteilyä taajuuksien alemmilla taajuuksilla.

tehtävä on tieteen tavoitteet — kuin ARCADE leijui korkealla Maan ilmakehään, ilmainen häiriöitä planeettamme — oli löytää lämmön ensimmäisen sukupolven tähtiä, etsiä hiukkasfysiikan pyhäinjäännöksiä Big Bang ja tarkkailla muodostumista ensimmäiset tähdet ja galaksit., Se saavutti nämä tavoitteet skannaamalla 7% yötaivaan radiosignaaleja, koska kaukainen valo tulee radioaaltoja, koska se menettää energiaa etäisyyden.

Related: The Big Bang: What really happened at our universe ’ s birth?

NASA on ääni avaruudesta

ARCADE pystyi tekemään ”täysin kalibroitu nolla-taso” mittaukset, mikä tarkoittaa, että se oli mittaamaan todellisen kirkkauden jotain todellista fyysistä ehdoin kuin suhteellisesti. Tämä poikkesi tyypillisistä radioteleskoopeista, jotka havainnoivat ja vertaavat kahta kohtaa taivaalla., Tarkastelemalla kaikkea ”valoa” ja vertaamalla sitä blackbody-lähteeseen ARCADE pystyi näkemään monien himmeiden lähteiden yhdistelmän. Silloin yhden tietyn signaalin voimakkuus tuli ilmi, joskin useiden kuukausien aikana.

”, Kun taas se saattaa tehdä hyvä elokuva nähdä meitä yllättyneitä, kun näemme valon mittari pop yli arvo kuusi kertaa, mikä oli odotettavissa, me itse viettänyt vuosia saada valmis meidän ilmapallo lento, ja erittäin kiireinen yö vie tiedot”, sanoi NASAN tutkija Dale J. Fixsen., ”Se otti sitten kuukauden data-analyysin ensimmäinen erillinen instrumentaali vaikutukset signaalin ja sitten erottaa galaktinen säteily signaali. Yllätys paljastui siis vähitellen kuukausien aikana.”Vaikutus oli silti valtava.

Sittemmin tutkijat ovat tutkineet, mistä säteily on peräisin, kun haluavat kuvata ominaisuuksia signaali. Jälkimmäinen tuli ilmi melko nopeasti.,

”Se on hajanainen tulevan signaalin kaikkiin suuntiin, joten se ei ole aiheuttanut jokin yksittäinen esine,” sanoi Al Kogut, joka johti ARCADE joukkue NASAN Goddard Space Flight Center Greenbelt, Maryland. ”Signaalilla on myös taajuusspektri eli’ väri’, joka muistuttaa Oman Linnunradan galaksimme radiopäästöjä.”

Tiedemiehet kutsuvat signaali ”radio synkrotronisäteilyn tausta” — taustalla on päästöjen monista eri lähteistä ja sekoittaminen yhteen hajanainen hehku., Mutta koska ”tilaa karjunta” on aiheuttanut synkrotronisäteily, tyyppi päästöt korkean energian varautuneita hiukkasia magneettikentän, ja koska jokainen lähde on sama ominainen spektri, paikallistaa mistä tämä voimakas signaali on vaikeaa.

”Se on ollut tunnettu jo 1960-luvun lopulla, että yhdistetty radio-päästöjen kaukaisista galakseista tulisi muodostaa hajanainen radio-tausta-tulevat kaikkiin suuntiin,” Kogut kertoi Kaiken Tilaa sähköpostitse., ”Tilaa karjunta on samanlainen kuin tämä odotettu signaali, mutta siellä ei näytä olevan kuusi kertaa enemmän galakseja kaukaisessa maailmankaikkeudessa tehdä eron, joka voisi viitata jotain uutta ja jännittävää lähteenä.”

On tilaa karjunta peräisin Linnunradan?,

siitä, onko tämä lähde Linnunradan sisä-vai ulkopuolella, keskustellaan.

”On olemassa hyviä perusteluja, miksi se ei voi olla lähtöisin Linnunradan, ja hyviä perusteluja, miksi se ei voi olla peräisin ulkopuolelta linnunradan,” Kogut sanoi.

Yksi syy, se luultavasti ei ole lähtöisin meidän galaksi on, koska karjunta ei tunnu seuraa alueellista jakautumista Linnunradan radiosäteilyä. Mutta kukaan ei väitä varmasti, että signaali ei ole lähteestä, lähempänä kotia — vain, että smart money on, että se tulee muualta.,

” – en sanoisi, että tutkijat ovat pitkälti sulkea pois mahdollisuutta, radio synkrotronisäteilyn tausta on peräisin galaksimme,” sanoi Jack Singal, avustava professori fysiikan, University of Richmond, Virginia, joka äskettäin led-työpaja asiasta. ”Sanoisin kuitenkin, että tämä selitys vaikuttaa epätodennäköisemmältä.,

”ensisijainen syy on se, että se tekisi meidän galaxy täysin toisin kuin muita vastaavia spiral galaxy, joka niin pitkälle kuin voimme kertoa älä näytteille eräänlainen jättiläinen, pallomainen, radio-säteilevät halo ulottuu kauas galaksin levy, joka olisi tarpeen. On myös muita kysymyksiä, kuten että se vaatisi täydellisen uudelleenajattelun malleistamme galaktisesta magneettikentästä.”

Fixsen on täysin samaa mieltä. ”Muissa kierre galaksit on läheinen suhde infrapuna-ja radio-päästöjä, jopa pienissä osissa nämä muut,” hän sanoi., ”Niin, jos se on halo noin galaksimme, se tekisi Linnunradan outo galaksi, kun taas useimmissa muissa suhteissa se näyttää kuin ”normaali” spiral galaxy.”

näistä syistä asiantuntijat ajattelevat, että signaali on alkuperältään ensisijaisesti ekstragalaktinen. ”Se olisi se mielenkiintoisin fotoni tausta taivaalla tällä hetkellä, koska lähde väestöä on täysin tuntematon,” Singal sanoi. Mutta koska maailmankaikkeus on niin laaja, tämä ei ole aivan kapea asioita alas, että paljon, minkä vuoksi tutkijat ovat työskennelleet kovasti keksiä useita teorioita signaalin lähteen.,

aiheeseen Liittyvät: Salaperäinen syvä-tila vilkkuu toista joka 157 päivää

Amerikkalainen fyysikko David Brown, esimerkiksi, sanoi, tilaa karjunta voisi olla ”ensimmäinen suuri empiirinen menestys M-teoria,” laaja matemaattinen kehys, joka kattaa string theory. ”Siellä saattaa olla Fredkin-Wolfram automaatti levinnyt ympäri joukoittain varajäsenen maailmankaikkeuksia, saadaan toistuvia fyysinen aika, loputon toistoa kaikkia mahdollisia fyysisiä tapahtumia,” Brown kirjoitti FQXi Yhteisön blogi., Tämä olettaa, että varhaisuniversumissa oli paljon enemmän todellista ainetta kuin nykyään, mikä selittää voimakkaan radiosignaalin.

tilaa karjunta voisi olla ”ensimmäinen suuri empiirinen menestys M-teoria,” laaja matemaattinen kehys, joka kattaa string theory.

Mutta jos se on liian kaukana, on olemassa muita teorioita saada hampaita osaksi., ”Radiotähtitieteilijät ovat katsoneet taivasta ja tunnistaneet pari erilaista synkrotronilähdettä”, Fixsen sanoi.

synkrotronisäteily on helppo tehdä, hän sanoi. ”Kaikki mitä tarvitset on energinen hiukkaset ja magneettikenttä, ja siellä ovat energisiä hiukkasia on kaikkialla, valmistettu supernovas, tähtien tuulet, mustia aukkoja, jopa OB-tähtiä”, jotka ovat kuumia, massiivisia tähtiä spektrin tyyppi O tai aikaisin-tyyppi B. ”Tähtienvälinen tilaa näyttää olevan täynnä erittäin kuumaa kaasua, joten jos tähtienvälinen magneettikenttä olivat tarpeeksi vahva , he voivat luoda sileä synkrotronisäteily,” hän sanoi.,

tiedetään myös, että synkrotronisäteily liittyy tähden tuotantoon. ”Tämä tuottaa myös infrapunasäteilyä, mistä johtuu tiivis korrelaatio”, Fixsen sanoi. ”Mutta ehkä ensimmäiset tähdet syntyvät synkrotronisäteily vielä, ennen kuin metalleja on tuotettu, ne eivät luo kovin paljon infrapunasäteilyä. Tai ehkä on jokin prosessi, jota emme ole vielä ajatelleet.”

so what does this leave us with?, ”Mahdollisia lähteitä ovat joko diffuusi suuri-mittakaavassa mekanismeja, kuten turbulently yhdistäminen klustereita galaksit, tai kokonaan uusi luokka tähän asti tuntemattomia uskomattoman lukuisia yksittäisiä lähteitä radio päästöjen maailmankaikkeudessa,” Singal sanoi. ”Mutta mitä tässä suhteessa on erittäin spekulatiivisia tällä hetkellä, ja joitakin ehdotuksia, joita on esitetty ovat lamaantuu, pimeä aine, supernovat ensimmäisen sukupolven tähdet ja monet muut.,”

Jotkut tutkijat ovat ehdottaneet, kaasut suuria klustereita galaksit voisi olla lähde, vaikka se on epätodennäköistä, ARCADE-välineiden olisi ollut mahdollisuus havaita säteilyä mitään niistä. Samoin, on olemassa mahdollisuus, että signaali oli havaita aikaisessa tähtiä tai että se on peräisin paljon muuten hämärä radio-galaksit, sen kumulatiivinen vaikutus, joka on piristyi. Mutta jos näin olisi, ne täytyisi pakata uskomattoman tiukasti, niin että niiden välillä ei ole kuilua, mikä vaikuttaa epätodennäköiseltä.,

Miten 13-vuotias mysteeri ratkeaa

”tietenkin, siellä on myös mahdollisuus, että kyseessä on sattuma virheet keskuudessa ARCADE ja muut mittaukset päivämäärä, joka on mismeasured taso radio synkrotronisäteilyn tausta,” Singal sanoi., ”Tämä vaikuttaa epätodennäköiseltä, koska nämä ovat hyvin erilaisia mittalaitteita, jotka mittaavat aivan eri taajuuskaistoilla.”

mikä signaali onkaan, se aiheuttaa ongelmia myös muiden avaruuskohteiden havaitsemisessa. Kuten NASA on aiemmin huomauttanut, varhaisimmat tähdet ovat piilossa avaruuden jylinän takana, mikä vaikeuttaa niiden havaitsemista. Aivan kuin universumi antaisi yhdellä kädellä ja ottaisi toisen, mutta on tavattoman jännittävää löytää jotain niin epätavallista., Kun olet pois on peräisin alkukantainen tähdet ja tunnettuja radio-lähteistä, kuten kaasu syrjäisimmillä halo galaksimme, se on mysteeri tahansa tiedemies voisi nauttia nautiskellen.

”lisäksi olen sitä mieltä, saatamme joutua joitakin loistavia uusia alkuperä hypoteesin, että kukaan ei ole ajatellut vielä.”

jotta tiedemiehet vihdoinkin ratkaisemaan tämän 13 vuoden arvoitus, lisää tutkimusta ja näyttöä tarvitaan kipeästi., Koska se seisoo, siellä on keskustelua lähettää ARCADE takaisin ylös koska kynnyksellä uuden teknologian, ja koska sen tarkka välineitä, upotetaan yli 500 litraa erittäin kylmä neste helium, jotta ne jopa herkempiä, ei varmasti ole haittaa tee niin.

mutta on myös uusia hankkeita, joista voisi olla apua. ”Yksi niistä on käyttää 300-metrinen radiokaukoputki Green Pankki, Länsi-Virginia kartta radio taivas korkeampi tarkkuus kuin ennen,” Kogut sanoi. ”Ehkä tämä valaisee hieman mysteeriä.”

Singal varmasti toivoo niin., Hän on työskennellyt Green Bankin Teleskoopin projekti, käyttämällä suurin selvää-aukon radiokaukoputki maailmassa mittaamaan tasoa taustalla ensisijaisena, eikä avustavia tavoite. Se tekee tämän käyttämällä lopullinen, tarkoitusta varten rakennettu, täysin kalibroitu nolla-tason mittaus otetaan megahertsin (MHz) taajuuksilla, jossa radio taivas on kirkkain. (Megahertsi vastaa miljoonaa hertsiä.)

”tätä mittausta kehittää tällä hetkellä tiimi, jossa olen, hyödyntäen mittaustuloksia, jotka asennetaan kaukoputkeen”, Singal selvitti., Siellä on myös toinen mittaus yritys, tämä yksi haluaa mitata tai rajoittaa edelleen niin sanottu ”anisotropiaa,” tai vaihtelu radio synkrotronisäteilyn tausta, jälleen MHz taajuuksilla, jossa se hallitsee.

”Se ei ole sen absoluuttinen taso, vaan pieniä eroja paikasta taivaalla,” Singal sanoi. ”Joidenkin yhteistyökumppaneiden kanssa kokeilen ensimmäistä yritystä, jossa käytetään matalataajuista järjestelmää Alankomaissa., Molemmat nämä mittaukset yhdessä voivat auttaa naulata alas, onko Radio synkrotron Tausta ensisijaisesti galaktinen tai ekstragalaktinen alkuperä. Sen lisäksi, luulen, että tarvitsemme nerokkaan uuden alkuperän hypoteesin, jota kukaan ei ole vielä ajatellut.,”

Lisää resursseja:

• Lue lisää Absoluuttinen Radiometer for Kosmologia, Astrofysiikka, ja Hajakuormituksen Päästöjen (ARCADE) tehtävä NASAN Goddard Space Flight Center
• Oppia synkrotronisäteily Kansallisten radioastronomia Observatory (NRAO)
• Tutustu lisää matalataajuista Array (LOFAR) radio teleskooppi ASTRON Alankomaiden Institute for Radio Astronomy

Tämä artikkeli on muokattu edellisen versio julkaistiin vuonna Kaikki Noin Tilaa lehden, Tulevaisuus Oy. julkaisu.,