คล้ายกับการซ้อนภาพดาราศาสตร์เพื่อให้ได้ภาพที่ดีขึ้นนักวิจัยจากศูนย์วิจัยดาราศาสตร์วิทยุแห่งชาติ (ICRAR) กำลังใช้วิธีการใหม่ที่จะทำให้เรามองประวัติศาสตร์ของจักรวาลได้ชัดเจนยิ่งขึ้น ด้วยข้อมูลที่ถ่ายด้วยกล้องโทรทรรศน์วิทยุรุ่นต่อไปเช่น Square Kilometer Array (SKA) นักวิทยาศาสตร์อย่าง Jacinta Delhaize สามารถ "กาแล็กซี่" สัญญาณกาแลคซีระหว่างมวลเพื่อศึกษาคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของพวกเขา…ว่ามีก๊าซไฮโดรเจนมากแค่ไหน
การสำรวจจักรวาลด้วยกล้องโทรทรรศน์กำลังใช้เครื่องย้อนเวลา นักดาราศาสตร์สามารถมองย้อนกลับไปที่จักรวาลได้เมื่อมันปรากฏตัวเป็นพันล้านปีก่อน โดยการเปรียบเทียบปัจจุบันกับอดีตพวกเขาสามารถแผนภูมิประวัติศาสตร์ เราสามารถเห็นได้ว่าสิ่งต่าง ๆ มีการเปลี่ยนแปลงอย่างไรในช่วงเวลาต่าง ๆ และคาดเดาเกี่ยวกับที่มาและอนาคตของความกว้างใหญ่ของพื้นที่และสิ่งมหัศจรรย์มากมาย
“ กาแลคซีที่อยู่ไกลและอายุน้อยกว่าดูแตกต่างจากกาแลคซีใกล้เคียงมากซึ่งหมายความว่าพวกมันเปลี่ยนแปลงหรือพัฒนาไปตามกาลเวลา” Delhaize กล่าว “ ความท้าทายคือการพยายามหาว่าสมบัติทางกายภาพภายในกาแลคซีมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไรและอย่างไรและทำไมสิ่งนี้จึงเกิดขึ้น”
ตาม Delhaize เงื่อนงำสำคัญในการแก้ปัญหาลับสมองวางในก๊าซไฮโดรเจน โดยการทำความเข้าใจว่ากาแลคซีที่บรรจุอยู่นั้นมีมากแค่ไหนจะช่วยเราทำแผนที่ประวัติศาสตร์
“ ไฮโดรเจนเป็นหน่วยการสร้างของจักรวาลมันคือสิ่งที่ดาวก่อตัวขึ้นและสิ่งที่ทำให้กาแลคซีมีชีวิตอยู่” Delhaize กล่าว
“ กาแลคซีในอดีตก่อตัวดาวฤกษ์ในอัตราที่เร็วกว่ากาแลคซีมากในขณะนี้ เราคิดว่ากาแลคซีในอดีตมีไฮโดรเจนมากขึ้นและนั่นอาจเป็นสาเหตุที่อัตราการก่อตัวดาวฤกษ์ของพวกมันสูงขึ้น”
เมื่อพูดถึงกาแลคซีที่ห่างไกลพวกเขาจะไม่ยอมแพ้ข้อมูลของพวกเขาอย่างง่ายดาย ถึงกระนั้นมันก็เป็นงานที่ Delhaize และหัวหน้างานของเธอตั้งใจแน่วแน่ที่จะสังเกต สัญญาณวิทยุจาง ๆ ของก๊าซไฮโดรเจนแทบจะเป็นไปไม่ได้ที่จะตรวจจับ แต่วิธีการสแต็คใหม่อนุญาตให้ทีมรวบรวมข้อมูลเพียงพอสำหรับการวิจัยของเธอ ด้วยการรวมสัญญาณที่อ่อนแอของกาแลคซีหลายพัน Delhaize จึง“ เรียงซ้อน” พวกมันเพื่อสร้างสัญญาณที่แรงขึ้นโดยเฉลี่ย
“ สิ่งที่เราพยายามที่จะประสบความสำเร็จด้วยการวางซ้อนก็เหมือนกับการตรวจจับเสียงกระซิบเล็ก ๆ ในห้องที่เต็มไปด้วยผู้คนตะโกน” Delhaize กล่าว “ เมื่อคุณรวมเสียงกระซิบนับพันเข้าด้วยกันคุณจะได้ยินเสียงตะโกนที่คุณสามารถได้ยินเหนือห้องที่มีเสียงดังเหมือนการรวมแสงวิทยุจากกาแลคซีนับพันเพื่อตรวจจับพวกมันเหนือพื้นหลัง”
อย่างไรก็ตามมันไม่ได้เป็นกระบวนการที่ช้า นักวิจัยใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุ Parkes ของ CSIRO เป็นเวลา 87 ชั่วโมงและสำรวจภูมิทัศน์กาแล็กซี่ขนาดใหญ่ งานของพวกเขารวบรวมสัญญาณจากไฮโดรเจนในพื้นที่กว้างใหญ่และยืดเวลาย้อนหลังไปกว่าสองพันล้านปี
“ กล้องโทรทรรศน์พาร์คส์มองส่วนใหญ่ของท้องฟ้าในครั้งเดียวดังนั้นจึงรวดเร็วในการสำรวจทุ่งกว้างที่เราเลือกสำหรับการศึกษาของเรา” รองผู้อำนวยการ ICRAR และผู้ควบคุมของ Jacinta ศาสตราจารย์ Lister Staveley-Smith
การซ้อนภาพที่ชัดเจนของจักรวาลจาก ICRAR บน Vimeo
ดังที่ Delhaize อธิบายการสำรวจพื้นที่ขนาดใหญ่นั้นหมายถึงการคำนวณปริมาณก๊าซไฮโดรเจนโดยเฉลี่ยที่มีความแม่นยำมากขึ้นในกาแลคซีบางแห่งในระยะทางหนึ่งจากโลก การอ่านเหล่านี้สอดคล้องกับช่วงเวลาที่กำหนดในประวัติศาสตร์ของจักรวาล ด้วยข้อมูลนี้การจำลองสามารถสร้างขึ้นเพื่ออธิบายวิวัฒนาการของจักรวาลและทำให้เรามีความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับวิธีการที่กาแลคซีก่อตัวและวิวัฒนาการตามกาลเวลา สิ่งที่น่าประทับใจยิ่งกว่าคือกล้องรุ่นต่อไปเช่น Array Square (SKA) และ SKA Pathfinder Australian (ASKAP) ของ CSIRO จะสามารถสังเกตปริมาณจักรวาลที่ใหญ่ขึ้นด้วยความละเอียดที่สูงขึ้น
“ นั่นทำให้พวกเขารวดเร็วแม่นยำและสมบูรณ์แบบสำหรับการศึกษาจักรวาลที่ห่างไกล เราสามารถใช้เทคนิคการสแต็คเพื่อให้ได้ข้อมูลที่มีค่าทุกชิ้นจากการสังเกต” Delhaize กล่าว “ นำ ASKAP และ SKA!”
แหล่งที่มาของเรื่องดั้งเดิม: ศูนย์วิจัยดาราศาสตร์วิทยุนานาชาติ
