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Un team internazionale di astronomi ha combinato per la prima volta la potenza di 64 antenne del radiotelescopio per rilevare le deboli firme di gas idrogeno neutro su scale cosmologiche.
L'impresa è stata raggiunta utilizzando il telescopio sudafricano MeerKAT, un precursore del più grande radioosservatorio del mondo, lo SKA Observatory (SKAO), che sonderà l'universo con dettagli senza precedenti.
Uno degli obiettivi principali dello SKAO è comprendere l'evoluzione e il contenuto dell'universo insieme ai meccanismi che guidano la sua espansione accelerata. Un modo per raggiungere questo obiettivo è osservare la struttura dell'universo su scale più grandi. Su queste scale, intere galassie possono essere considerate punti singoli e l'analisi della loro distribuzione rivela indizi sulla natura della gravità e su fenomeni misteriosi come la materia oscura e l'energia oscura.
I radiotelescopi sono uno strumento fantastico in quanto possono rilevare radiazioni a lunghezze d'onda di 21 cm generate dall'idrogeno neutro, l'elemento più abbondante nell'universo. Analizzando mappe 3D dell'idrogeno che coprono milioni di anni luce, analizziamo la distribuzione totale della materia nell'universo.
Lo SKAO, che ha sede a Jodrell Bank, Cheshire, è attualmente in costruzione. Tuttavia, ci sono già telescopi pathfinder, come l'array a 64 parabole MeerKAT, in atto per guidarne la progettazione. Con sede nel deserto del Karoo e gestito dal South African Radio Astronomy Observatory (SARAO), MeerKAT alla fine entrerà a far parte dell'intero SKAO.
MeerKAT e SKAO opereranno principalmente come interferometri, in cui la serie di antenne è combinata come un telescopio gigante in grado di visualizzare oggetti distanti ad alta risoluzione. "Tuttavia, l'interferometro non sarà sufficientemente sensibile alle scale più grandi più interessanti per i cosmologi che studiano l'universo", ha spiegato il co-autore principale del nuovo documento di ricerca, Steven Cunnington. "Pertanto, utilizziamo invece l'array come una raccolta di 64 singoli telescopi che consente loro di mappare i giganteschi volumi di cielo necessari per la cosmologia".
La modalità di funzionamento a piatto singolo è stata guidata da un team dell'Università del Capo Occidentale, con diverse osservazioni già condotte con MeerKAT. Questo ambizioso progetto coinvolge molte altre istituzioni in quattro continenti. Nella nuova ricerca pubblicata su arXiv e presentata per la pubblicazione, un team che include gli astronomi di Manchester Cunnington, Laura Wolz e Keith Grainge, presenta la prima rilevazione cosmologica in assoluto utilizzando questa tecnica a piatto unico.
Il nuovo rilevamento è di un modello di clustering condiviso tra le mappe di MeerKAT e le posizioni delle galassie determinate dal telescopio ottico anglo-australiano. Poiché è noto che queste galassie tracciano la materia complessiva dell'universo, la forte correlazione statistica tra le mappe radio e le galassie mostra che il telescopio MeerKAT sta rilevando una struttura cosmica su larga scala. Questa è la prima volta che tale rilevamento è stato effettuato utilizzando un array multi-dish operante come telescopi individuali. L'intero SKAO farà affidamento su questa tecnica e questo segna quindi un'importante pietra miliare nella tabella di marcia per il caso della scienza cosmologica con lo SKAO.
"Questo rilevamento è stato effettuato con solo una piccola quantità di dati di indagine pilota", ha rivelato Cunnington. "È incoraggiante immaginare cosa si otterrà man mano che MeerKAT continua a fare osservazioni sempre più ampie."
"Per molti anni ho lavorato per prevedere le capacità future dello SKAO. Raggiungere ora una fase in cui stiamo sviluppando gli strumenti di cui avremo bisogno e dimostrare il loro successo con dati reali è incredibilmente eccitante. Questo segna solo l'inizio di ciò che speriamo sarà una vetrina continua di risultati che farà avanzare la nostra comprensione dell'universo". + Esplora ulteriormente
