Para peneliti telah membuktikan teknik baru yang akan memberikan gambaran yang lebih jelas tentang sejarah alam semesta dan digunakan dengan generasi berikutnya dari teleskop radio seperti Square Kilometer Array (SKA).
Dalam penelitian yang dipublikasikan hari ini di Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society, Calon PhD ICRAR Jacinta Delhaize telah mempelajari galaksi jauh secara massal untuk menentukan salah satu sifat penting mereka - berapa banyak hidrogen yang dikandungnya - dengan 'menumpuk' sinyal mereka.
Ketika para astronom menggunakan teleskop untuk mengintip ke luar angkasa, mereka melihat sekilas seperti apa Semesta di masa lalu, seringkali miliaran tahun yang lalu. Ini memungkinkan mereka untuk membandingkan keadaan Universe saat ini dengan sejarahnya dan memetakan bagaimana ia berubah dari waktu ke waktu, memberikan petunjuk tentang asal-usul dan masa depannya.
Jacinta mempelajari galaksi jauh seperti yang ditunjukkan dalam gambar ini dari Hubble Space Telescope, menggunakan teknik 'susun' baru untuk mengumpulkan informasi yang hanya tersedia melalui pengamatan teleskop radio. Kredit: NASA, STScI, dan ESA.
"Jauh, lebih muda, galaksi terlihat sangat berbeda dengan galaksi terdekat, yang berarti bahwa mereka telah berubah, atau berevolusi, seiring waktu," kata Delhaize. "Tantangannya adalah untuk mencoba dan mencari tahu apa sifat fisik dalam galaksi yang telah berubah, dan bagaimana dan mengapa ini terjadi."
Delhaize mengatakan bahwa salah satu potongan teka-teki adalah gas hidrogen dan berapa banyak galaksi yang terkandung dalam sejarah Semesta.
"Hidrogen adalah blok bangunan Semesta, inilah bentuk bintang dan apa yang membuat galaksi 'hidup'," kata Delhaize.
“Galaksi di masa lalu membentuk bintang dengan kecepatan yang jauh lebih cepat daripada galaksi sekarang. Kami berpikir bahwa galaksi masa lalu memiliki lebih banyak hidrogen, dan itu mungkin mengapa tingkat pembentukan bintang mereka lebih tinggi.
Delhaize dan para penyelianya berangkat untuk mengamati berapa banyak hidrogen di galaksi-galaksi yang jauh, tetapi sinyal radio redup dari gas hidrogen yang jauh ini hampir mustahil untuk dideteksi secara langsung. Di sinilah teknik penumpukan baru masuk
Untuk mengumpulkan data yang cukup untuk penelitiannya, Delhaize menggabungkan sinyal lemah dari ribuan galaksi individu, menumpuknya untuk menghasilkan sinyal rata-rata yang kuat yang lebih mudah dipelajari.
Jacinta Delhaize dengan Teleskop Radio Parkes CSIRO selama salah satu perjalanan pengumpulan datanya. Kredit: Anita Redfern Photography.
"Apa yang kami coba capai dengan menumpuk adalah seperti mendeteksi bisikan samar di ruangan yang penuh dengan orang-orang yang berteriak," kata Delhaize. "Ketika Anda menggabungkan ribuan bisikan, Anda mendapatkan teriakan yang dapat Anda dengar di atas ruangan yang bising, seperti menggabungkan cahaya radio dari ribuan galaksi untuk mendeteksi mereka di atas latar belakang."
Penelitian ini menggunakan teleskop radio Parkes CSIRO untuk mensurvei sebagian besar langit selama 87 jam, mengumpulkan sinyal dari hidrogen selama volume ruang yang tak tertandingi dan hingga dua miliar tahun yang lalu.
"Teleskop Parkes melihat sebagian besar langit sekaligus, jadi cepat untuk mensurvei bidang besar yang kami pilih untuk penelitian kami," kata Wakil Direktur ICRAR dan penyelia Jacinta, Profesor Lister Staveley-Smith.
Delhaize mengatakan mengamati volume ruang yang sedemikian besar berarti bahwa ia dapat secara akurat menghitung jumlah rata-rata hidrogen dalam galaksi pada jarak tertentu dari Bumi, sesuai dengan periode tertentu dalam sejarah Semesta. Ini memberikan informasi yang dapat digunakan dalam simulasi evolusi Semesta dan petunjuk tentang bagaimana galaksi terbentuk dan berubah seiring waktu.
Teleskop generasi berikutnya seperti Square Kilometer Array (SKA) internasional dan Pathfinder SKA Australia (ASKAP) CSIRO akan dapat mengamati volume Semesta yang lebih besar dengan resolusi lebih tinggi.
“Itu membuat mereka cepat, akurat, dan sempurna untuk mempelajari Universe yang jauh. Kita bisa menggunakan teknik penumpukan untuk mendapatkan setiap informasi terakhir yang berharga dari pengamatan mereka, ”kata Delhaize. "Bawa ASKAP dan SKA!"
Melalui Pusat Internasional untuk Penelitian Astronomi Radio