MeerKAT впервые напрямую измерил распределение водорода в космосе
Международная коллаборация MeerKLASS впервые напрямую измерила спектр мощности нейтрального водорода на космологических масштабах — без привязки к каталогам известных галактик. Результат получен с помощью южноафриканского радиотелескопа MeerKAT, значимость обнаружения составила 6,2 сигма.
Учёные применили метод картирования интенсивности 21-сантиметрового излучения: вместо различения отдельных галактик астрономы измеряют суммарное излучение водорода на больших участках неба. Так можно восстановить распределение газа и проследить его скопления и разреженные области, связанные с космической паутиной.
Для анализа использовали наблюдения 2021 года: телескоп охватил около 236 квадратных градусов неба, а сигнал пришёл из области с красным смещением около 0,42, что соответствует эпохе примерно 4,5 млрд лет назад. Излучение регистрировали в диапазоне от 971 до 1024 МГц.
Главная сложность состояла в отделении слабого сигнала водорода от более ярких радиоисточников и помех, включая излучение Млечного Пути и эффекты самого инструмента. Наблюдения разделили на четыре независимые подвыборки и обрабатывали отдельно, чтобы подавить некоррелированный шум и проверить устойчивость структуры сигнала.
Отличие работы от предыдущих в том, что измерен собственный спектр мощности излучения нейтрального водорода, а не только его связь с известными галактиками. Пока охвачен ограниченный диапазон масштабов, а в отдельных подвыборках остаются систематические эффекты, поэтому авторы выбрали консервативное сочетание измерений. MeerKAT служит предшественником обсерватории Square Kilometre Array (SKA).