Кредит: Unsplash/CC0 Public Domain

Основная цель SKAO - понять эволюцию и содержание Вселенной, а также механизмы, которые управляют ее ускоряющимся расширением. Один из способов добиться этого — наблюдать за структурой Вселенной в самых больших масштабах. В этих масштабах целые галактики можно рассматривать как отдельные точки, и анализ их распределения дает ключ к пониманию природы гравитации и загадочных явлений, таких как темная материя и темная энергия.

Радиотелескопы — фантастический инструмент для этого, поскольку они могут обнаруживать излучение на длине волны 21 см, создаваемое нейтральным водородом, самым распространенным элементом во Вселенной. Анализируя трехмерные карты водорода, охватывающие миллионы световых лет, мы исследуем общее распределение материи во Вселенной.

SKAO со штаб-квартирой в Jodrell Bank, Чешир, в настоящее время находится в стадии строительства. Тем не менее, уже есть телескопы-следопыты, такие как массив MeerKAT с 64 тарелками, которые определяют его конструкцию. Базирующийся в пустыне Кару и управляемый Южноафриканской радиоастрономической обсерваторией (SARAO), MeerKAT в конечном итоге станет частью полной SKAO.

MeerKAT и SKAO будут в первую очередь работать как интерферометры, где множество тарелок объединены в один гигантский телескоп, способный отображать удаленные объекты с высоким разрешением. «Однако интерферометр не будет достаточно чувствителен к самым большим масштабам, наиболее интересным для космологов, изучающих Вселенную», — пояснил соавтор новой исследовательской работы Стивен Каннингтон. «Поэтому вместо этого мы используем массив как набор из 64 отдельных телескопов, что позволяет им отображать гигантские объемы неба, необходимые для космологии».

Режим работы с одной тарелкой был разработан командой из Западно-Капского университета, при этом несколько наблюдений уже проведено с помощью MeerKAT. В этом амбициозном проекте участвуют многие другие учреждения, расположенные на четырех континентах. В новом исследовании, опубликованном на arXiv и представленном для публикации, группа, в которую входят астрономы из Манчестера Каннингтон, Лаура Вольц и Кит Грейндж, представляет первое в истории космологическое обнаружение с использованием этой техники с одной тарелкой.

Новое обнаружение связано с общим шаблоном кластеризации между картами MeerKAT и положениями галактик, определенными оптическим англо-австралийским телескопом. Поскольку известно, что эти галактики отслеживают общую материю Вселенной, сильная статистическая корреляция между радиокартами и галактиками показывает, что телескоп MeerKAT обнаруживает крупномасштабную космическую структуру. Это первый раз, когда такое обнаружение было сделано с использованием массива из нескольких тарелок, работающих как отдельные телескопы. Полный SKAO будет опираться на эту технику, и поэтому это знаменует собой важную веху в дорожной карте для случая космологической науки с SKAO.

«Это обнаружение было сделано с использованием небольшого количества данных пилотного исследования», — сказал Каннингтон. «Обнадеживает то, что будет достигнуто, поскольку MeerKAT продолжает делать все более масштабные наблюдения».

«В течение многих лет я работал над прогнозированием будущих возможностей SKAO. Достичь стадии, когда мы разрабатываем инструменты, которые нам понадобятся, и демонстрировать их успех с реальными данными, невероятно интересно. Это только начало того, надеемся это будет непрерывной демонстрацией результатов, которые улучшат наше понимание Вселенной».