اندازه‌گیری هیدروژن کیهانی نشان‌دهنده موفقیت در نقشه‌برداری جهان است
یک پروژه تحقیقاتی بین المللی دانشمندان را به نقشه برداری از جهان نزدیک می کند. همکاری MeerKLASS اولین اندازه گیری خود را از خوشه بندی در مقیاس بزرگ هیدروژن کیهانی گزارش کرده است و تکنیکی را پیش می برد که می تواند نحوه ترسیم کیهان شناسان را تغییر دهد.
ویرایش شده توسط لیزا لاک، بررسی توسط رابرت ایگان
این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:
یک پروژه تحقیقاتی بین المللی دانشمندان را به نقشه برداری از جهان نزدیک می کند. همکاری MeerKLASS اولین اندازه گیری خود را از خوشه بندی در مقیاس بزرگ هیدروژن کیهانی گزارش کرده است و تکنیکی را پیش می برد که می تواند نحوه ترسیم کیهان شناسان را تغییر دهد.
پس از یک دهه کار، MeerKLASS به طور مستقیم نحوه "انباشته شدن" هیدروژن خنثی در جهان دور را اندازه گیری کرد و نشان داد که توزیع آن از ساختار شبکه کیهانی پیروی می کند. نقشه برداری از این ساختار در بزرگ ترین مقیاس کیهان برای دهه ها هدف کیهان شناسی بوده است. این مطالعه در مجله Monthly Notices of the Royal Astronomical Society منتشر شده است.
دکتر استیون کانینگتون، محقق ارشد در موسسه کیهان شناسی و گرانش دانشگاه پورتسموث، توسعه خط لوله تجزیه و تحلیل را رهبری کرد که امکان شناسایی را فراهم کرد و چندین سال در این پروژه مشارکت داشته است. از زمان پیوستن مجدد به دانشگاه به عنوان همکار استیون هاوکینگ در آوریل 2025، او همچنین یکی از بزرگترین گروه های کاری در همکاری بین المللی MeerKLASS را رهبری کرده است.
او گفت: "این نتیجه بسیار خاص است زیرا اوج سفری است که با شروع دوره دکترای خود در پورتسموث بیش از یک دهه پیش آغاز شد. اکنون خوش شانس هستم که بخشی از یک همکاری بین المللی بسیار گسترده تر با این هدف مشترک هستم."
بسیاری از چالش‌هایی که در این کار به آنها پرداخته شده، حرفه تحقیقاتی من را شکل داده است، بنابراین دیدن تیم ما که این اندازه‌گیری را انجام می‌دهد، نقطه عطف قابل توجهی است که باید شاهد آن باشیم.»
گروه بین المللی محققان با داده های تلسکوپ رادیویی MeerKAT آفریقای جنوبی در بررسی سینوپتیک منطقه بزرگ MeerKAT (MeerKLASS) کار کردند.
این از طریق تکنیکی به نام نگاشت شدت 21 سانتی متری امکان پذیر شده است، که انتشار هیدروژن از بسیاری از کهکشان ها را در قسمت های بزرگ آسمان ترکیب می کند و الگوی جمعی را حتی زمانی که کهکشان های منفرد را نمی توان تشخیص داد، ثبت می کند. این تکنیک توانایی ساخت یک نقشه سه بعدی عظیم از کیهان را فراهم می کند.
برای این تشخیص، تیم رصدهای MeerKAT را در حدود 250 درجه مربع از آسمان - تقریبا مساحت 1250 ماه کامل - تجزیه و تحلیل کرد. سیگنال مشاهده شده حدود 4.5 میلیارد سال پیش، زمانی که کیهان کمی بیشتر از 9 میلیارد سال سن داشت، منشا گرفت.
استخراج سیگنال نیاز به غلبه بر مشکلات بسیار چالش برانگیز مانند حذف انتشار "پیش زمینه" اخترفیزیکی حدود 10000 برابر قویتر از خود سیگنال هیدروژن دارد. پیدا کردن آن کمی شبیه تلاش برای کشف یک مکالمه زمزمه‌آمیز از ردیف اول یک کنسرت راک خروشان است.
اندازه‌گیری به یک حالت مشاهده کاملا جدید برای MeerKAT متکی بود. این تیم به جای ترکیب 64 بشقاب خود در یک تداخل سنج واحد، از هر بشقاب به عنوان یک تلسکوپ مستقل استفاده کرد و وضوح زاویه ای تیز را با سرعت بسیار بالا بررسی کرد.
این نقشه‌های مستقل زیادی از ظروف مختلف و زمان‌های مشاهده‌ای را تولید کرد که می‌توان آنها را با هم مقایسه کرد: ساختار کیهانی واقعی در سراسر آنها تکرار می‌شود، در حالی که اثرات ابزاری متفاوت سرکوب می‌شوند.
ترکیب این نقشه ها برای از بین بردن سیستماتیک و تأیید سیگنالی که بیش از شش برابر نویز آماری ایستاده است، بسیار مهم بود.
پروفسور ماریو سانتوس، محقق اصلی بررسی MeerKLASS در دانشگاه کیپ غربی، گفت: "این نقطه عطفی در ایجاد نقشه برداری با شدت 21 سانتی متری به عنوان ابزاری جدید برای کیهان شناسی است." این اندازه‌گیری یک دهه کار صبورانه توسط محققانی که در هفت کشور و سه قاره گسترده شده‌اند به طول انجامید - و بسیاری از آنها دانشمندانی هستند که در مراحل اولیه زندگی حرفه‌ای هستند و تمام حرفه خود را صرف این پروژه کرده‌اند.
"چنین نتیجه بلندپروازانه ای مستلزم کار تیمی پایدار و واقعی از سوی بسیاری از افراد است. و هیچ یک از آنها بدون رصدخانه رادیویی نجوم آفریقای جنوبی که MeerKAT را ساخته و راه اندازی کرده و به حل بسیاری از چالش های این بررسی در طول مسیر کمک کرده است، وجود نخواهد داشت. این یادآوری است که علم در این سطح یک تلاش مشترک بزرگ است."
Matilde Barberi-Squarotti و همکاران، نقشه برداری با شدت سلام با MeerKAT: اندازه گیری طیف خودکار 21 سانتی متری در مقیاس های کیهان شناسی، اعلامیه های ماهانه انجمن سلطنتی نجوم (2026). DOI: 10.1093/mnras/stag1911. در arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2610.12158
اطلاعات مجله: arXiv، اعلامیه های ماهانه انجمن سلطنتی نجوم
لیسانس تاریخ هنر، کارشناسی ارشد فرهنگ مادی. سردبیر سابق موزه، پیراپزشک و هماهنگ کننده پیوند. ویرایش برای Science X از سال 2021. نمایه کامل →
لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →
متن اصلی (انگلیسی)
Cosmic hydrogen measurement marks breakthrough in mapping the universe
An international research project is bringing scientists closer to mapping the universe. The MeerKLASS Collaboration has reported its first measurement of the large-scale clustering of cosmic hydrogen, advancing a technique that could transform how cosmologists chart the universe.