EDGES

EDGES (англ. Experiment to Detect the Global EoR Signature, Експеримент з виявлення глобальної сигнатури епохи реіонізації) — експеримент і радіотелескоп, розташований у зоні радіотиші в Мерчисонській радіоастрономічній обсерваторії у Західній Австралії. Це співпраця між Аризонським державним університетом та обсерваторією Хейстек, з інфраструктурою, наданою CSIRO^[1]. EoR означає epoch of reonization, епоха реіонізації, час в історії Всесвіту, коли нейтральний атомний водень став іонізований за рахунок ультрафіолетового світла від перших зірок. Експеримент був націлений на виявлення піку сигналу (поглинання або випромінювання) лінії 21 см нейтрального водню з цього періоду.

Інструменти

Низькочастотні інструменти

Експеримент включав в себе вимірювання на двох низькочастотиних інструментах, кожен з яких мав дипольну антену, що була направлена в зеніт і спостерігала на одній поляризації.^[2] Розміри антени приблизно 2×1 м, розміщена вона на ґрунтяному щиті розміром 30×30 м. Антена спарена із радіоприймачем, який кабелем поєднаний із цифровим спекторметром.^[1] Інструменти працювали в діапазоні 50—100 МГц (6,0—3,0 м), відстань міжними була 50 м. Спостереження почались в серпні 2015 року.^[2]

Високочастотний інструмент

Високочастотний інструмент із схожим дизайном працював на частоті 90—200 МГц (3,3—1,5 м).^[2]

Відкриття профілю поглинання на 78 МГц

В березні 2018 року колаборація опублікувала статтю у Nature, що анонсувала відкриття широкого профілю поглинання з піком на частоті ${\displaystyle 78\pm 1}$МГц в усередненому по всьому небі сигналі після віднімання галактичного синхротронного випромінювання. Профіль поглинання мав ширину ${\displaystyle 19_{-2}^{+4}}$МГц і амплітуду ${\displaystyle 0.5_{-0.2}^{+0.5}}$K, при фоновому середньоквадратичному 0.025K, що дало співвідношення сигналу до шуму 37. Виміряній частоті піку відповідає червоне зміщення ${\displaystyle z\approx 17}$, із розкидом z = 20–15. Це відкриття викликало великий резонанс у науковій спільноті, адже такий профіль не міг бути пояснений в рамках загальноприйнятої космологічної ΛCDM моделі. Це змусило науковців шукати пояснення завеликої глибини цього профілю через механізм додаткової іонізації на момент випромінювання. Таким механізмом могла б бути взаємодія темної матерії із звичайною, баріонною.^[2][3]

Посилання

1. MIT Haystack Observatory: EDGES. www.haystack.mit.edu. Архів оригіналу за 7 грудня 2019. Процитовано 2 березня 2018.
2. Bowman, Judd D.; Rogers, Alan E. E.; Monsalve, Raul A.; Mozdzen, Thomas J.; Mahesh, Nivedita (1 березня 2018). An absorption profile centred at 78 megahertz in the sky-averaged spectrum. Nature (англ.). 555 (7694): 67—70. arXiv:1810.05912. Bibcode:2018Natur.555...67B. doi:10.1038/nature25792. ISSN 1476-4687. PMID 29493587.
3. Barkana, Rennan (1 березня 2018). Possible interaction between baryons and dark-matter particles revealed by the first stars. Nature (англ.). 555 (7694): 71—74. arXiv:1803.06698. Bibcode:2018Natur.555...71B. doi:10.1038/nature25791. ISSN 1476-4687. PMID 29493590.