Con el tiempo ese momento misterioso llegó a su fin cuando las primeras estrellas se encendieron y su radiación transformó a los átomos de gas cercanos en iones. Esta fase de la historia del universo se llama la época de la Reionización (EOR), y está íntimamente ligada a muchas cuestiones fundamentales de la cosmología. Pero hasta ahora mirar hacia atrás en el tiempo presentó numerosos desafíos de observación. Judd Bowman de la Universidad Estatal de Arizona (ASU) y Alan Rogers, del Instituto de Tecnología de Massachusetts han desarrollado un experimento de radio astronomía a pequeña escala diseñado para detectar una señal nunca antes vista durante este período de tiempo desde los inicios del universo , un desarrollo que tiene el potencial para revolucionar la comprensión de cómo las primeras galaxias se formaron y evolucionaron.
"Nuestro objetivo es detectar una señal desde el momento de la época de la reionización. Queremos precisar cuando las primeras galaxias se formaron y entender qué tipos de estrellas existió en ellas y cómo afectaron sus entornos", dice Bowman, un profesor asistente de la Escuela de Exploración Terrestre y Espacial en la universidad de ASU.
Bowman y Rogers desplegaron un espectrómetro de radio hecho a la medida denominado EDGES para el Observatorio Radio Astronómico Murchison en Australia Occidental, para medir el espectro de radio entre 100 y 200 MHz.Aunque simple en su diseño - que consta de sólo una antena, un amplificador, algunos circuitos de calibración, y una computadora, todos conectados a una fuente de energía solar - su tarea es muy compleja. En lugar de buscar galaxias primitivas en sí, el experimento busca el gas de hidrógeno que existía entre las galaxias. Aunque es una observación extremadamente difícil de hacer, no es imposible, ya que Bowman y Rogers lo han demostrado en su trabajo publicado en Nature el 09 de diciembre del 2010.
EDGES es un espectrómetro de radio operando en el observatorio Murchison de radioastronomía construido por el profesor asistente Judd Bowman y su colega Alan Rogers.Recientes resultados de EDGES marcan la primera vez que observaciones de radio han probado directamente las propiedades del gas primordial durante la época de la Reionización.Crédito.Judd Bowman.
imágen que muestra a Bowman uniendo el cable coaxial a la primera etapa analógica del receptor electrónico (el receptor está en la caja de metal),el cable va desde el computador ubicado en una cabaña a el receptor el cual está ubicado bajo la antena .Crédito.Judd Bowman.
"Este gas habría emitido una línea de radio en una longitud de onda de 21 cm – la cual se extendió a cerca de 2 metros en el momento en que la vemos hoy, que es aproximadamente el tamaño de una persona", explica Bowman. "A medida que las galaxias se formaron, habrían ionizado el hidrógeno primordial que les rodeaba lo cual originó que la línea de radio desapareciera. Por lo tanto, distinguir cuando la línea estaba presente o no presente, nos ayudará a aprender de modo indirecto, sobre las primeras galaxias y su evolución en los principios del universo. " Debido a la cantidad de estiramiento o desplazamiento al rojo, de la línea de 21 cm de los primeros tiempos de la historia del Universo, la desaparición del gas de hidrógeno intergaláctico debería producir una característica parecida a un paso en el espectro radioeléctrico que Bowman y Rogers midieron en sus experimento.
Las mediciones de radio del corrimiento al rojo de la línea de 21 cm se anticipa será una prueba muy potente de la historia de la re-ionización, pero son muy difíciles de captar. El experimento duró tres meses, el cual es un largo período de observación, pero necesario dada la debilidad de la señal en comparación con las otras fuentes de emisiones desde el cielo.
"Hemos diseñado y construido cuidadosamente este instrumento simple al cual se le encomendó la tarea de observar el espectro de radio y vimos todo tipo de emisiones astronómicas pero eran 10.000 veces más fuerte que la expectación teórica para la señal que estábamos buscando", explicó Bowman. "Esto no nos sorprendió porque sabíamos que iba dentro de ella, pero significa que es muy difícil de observar la señal que queremos ver."
La baja frecuencia de radio del cielo está dominada por la emisión intensa de nuestra propia galaxia, que es muchas veces más brillantes que la señal cosmológica. A esto se añade la interferencia de la televisión, la radio FM, satélites de baja órbita terrestre, y otros transmisores de radio de telecomunicaciones y es un verdadero reto. Filtrar o restar estas señales problemáticas de primer plano es el enfoque principal del diseño del instrumento y las técnicas de análisis de datos. Afortunadamente, muchos de las más fuertes señales de primer plano tienen propiedades espectrales que las hacen posible separar de las esperadas señales de EoR.
Tras un análisis minucioso de sus observaciones, Bowman y Rogers fueron capaces de demostrar que el gas entre las galaxias podría no haber sido ionizado con gran rapidez. Esta es la primera vez que las observaciones de radio han directamente probado las propiedades del gas primordial durante el EOR y allanado el camino para futuros estudios. "Estamos rompiendo las barreras para abrir una ventana totalmente nueva en el universo temprano", dice Bowman.
La próxima generación de grandes radio telescopios se están construyendo en estos momentos para tratar de hacer mediciones mucho más sofisticadas de la línea de 21 cm de la EOR. Bowman es el científico del proyecto para uno de los telescopios en construcción el llamado Murchison Widefield Array . Según él, la imagen física más probable para la EoR es que lucía parecida a muchas de las burbujas que se iniciaron filtrándose fuera de las galaxias y luego crecieron juntas - pero esa idea tiene que ser probada. Si muchas de las galaxias emitieran un poco de la radiación, entonces habrían muchas pequeñas burbujas por todas partes las que crecerían y se fusionarían con el tiempo como una espuma muy efervescente y espumosa. Por otra parte, si hubiera sólo un número reducido de grandes galaxias emitiendo cada una gran cantidad de radiación entonces, allí habrían estado sólo unas pocas burbujas grandes que crecieron juntas.
"Nuestro objetivo, en última instancia, es hacer mapas de radio del cielo mostrándo cómo y cuándo se produjo la reionización. Dado que no podemos hacer los mapas aún, estamos empezando con estos sencillos experimentos para comenzar a limitar las propiedades básicas del gas y cuanto tiempo le tomó para que las galaxias lo cambiaran ", explicó Bowman. "Esto va a mejorar nuestra comprensión de la evolución a gran escala del universo."
el estudio se puede encontrar AQUÏ
fuente de la información:
http://www.eurekalert.org/pub_releases/2010-12/asu-aao120610.php
