En tydligare bild av universums tidigaste tid

 

Bild https://www.artsci.utoronto.ca  En ACT/Planck-bild av CMB som visar en del av himlen i storlek ungefär 20 gånger så bred som månen. Det orange visar områden av gas med högre densitet än blå, som har mindret. Källa: ACT Collaboration; Samarbete mellan ESA och Planck.

Ny forskning från Atacama Cosmology Telescope (ACT) har nu resulterat i de tydligaste bilderna hittills av universums första tid som finns tillgängliga att se.

De två nya bilderna, som visar ljus som har färdats i nästan 14 miljarder år för att nå teleskopet i de chilenska Anderna, avslöjar universum när det var omkring 380 000 år gammalt.

"Vi har tagit två bilder av det mycket tidiga universum från tiden långt innan det fanns några stjärnor och galaxer. Tiden då rymden var fylld med en nästan perfekt enhetlig blandning av väte och helium  och mörk materia", beskriver Adam Hincks, biträdande professor in the Faculty of Arts & Science’s David A. Dunlap Department of Astronomy & Astrophysics and St. Michael’s College, and a member of the ACT collaboration..

– Den första bilden (se ovan) ger oss en ögonblicksbild av små variationer i densiteten hos den ursprungliga gasen. Under miljontals år växte de något tätare områdena under påverkan av gravitation och bildade stjärnor och galaxer. Så ögonblicksbilden visar utgångspunkten för all den struktur  universum består av idag.

 – Den andra bilden visar gasens hastighet (följ länken ovan) och avslöjar därmed dess dynamik, beskriver Hincks. – Vi får den här kartan över gasens rörelse genom att mäta polarisationen hos den kosmiska mikrovågsbakgrunden (CMB). Vi har gjort detta med en aldrig tidigare möjlig känslighet vilket ger en mycket tydlig bild av gasens hastighet än vad som tidigare varit tillgängligt."

Den andra bilden ger astrofysiker förståelse hur det tidiga universum betedde sig eftersom det möjliggör ett annat sätt att mäta hur mycket materia i form av atomer det finns i universum, hur mycket mörk materia det finns och hur snabbt universum expanderar. Det stärker avsevärt forskarnas förtroende för att de rätt förstår teorin bakom det som observeras.

De nya bilderna av CMB har en högre upplösning än de som togs för mer än ett decennium sedan under Planck-uppdraget, ett rymdbaserat teleskop som var utformat för att observera CMB. ACT mäter ljusets intensitet och polarisering  fem gånger bättre än vad Plancks upplösning är och med cirka tre gånger lägre brus. Detta innebär att den svaga polarisationssignalen nu är direkt synlig i ACT:s bilder.