Slik bølger strålingen fra Big Bang

Astrofysikerne i et internasjonalt samarbeid avslører de fysiske mekanismene som styrer hvordan strålingen i det tidlige universet bølger.

red flames in globe like shape
Dette bildet viser støvstrålingen fra Melkeveien som astrofysikerne har laget ved å bruke data fra romteleskopet Planck. Illustrasjon: Institutt for teoretisk astrofysikk.

Den kosmiske bakgrunnsstrålingen - elektromagnetisk stråling som er igjen fra da universet var 400,000 år gammelt, og som vi fortsatt kan observere den dag i dag - har gitt kosmologer et hav av informasjon om det tidlige universet, og det er fortsatt mer å hente. 

Men det har lenge vært en utfordring for astrofysikere å skille mellom stråling fra Melkeveien og signalet fra Big Bang.

kvinne med briller som smiler og sitter foran en pc
Prof. Ingunn Kathrine Wehus og kollegene er med på flere internasjonale forskningsprosjekter som forsker på den kosmiske bakgrunnsstrålingen. Foto: Gunhild Haugnes/UiO.

- Vi ønsker nå å lage bedre modeller for støv og elektroner i Melkeveien, slik at vi kan separere forgrunnsignalet fra Melkeveien fra det kosmologiske bakgrunnssignalet, sier prof. Wehus in artikkelen Jakter på svar om universets fødsel.

For å klare å skille denne strålingen fra en annen stråling som sendes ut lokalt, i vår egen galakse, er astrofysikere nødt til å ha gode modeller for såkalt 'intergalaktisk støv'. Dette er materiale som sender ut stråling på samme frekvenser som den kosmiske bakgrunnsstrålingen.

– For å kartlegge hva slags stråling dette materialet sender ut, må vi skjønne de fysiske mekanismene som styrer strålingsprosessen, legger postdoktor Eirik Gjerløw til.

portrettbildet av ung man
Eirik Gjerløw er postdoktor i kosmologi forskningsgruppe ved Institutt for teoretisk astrofysikk, UiO. Foto: UiO.

Slik "bølger" strålingen

En av disse mekanismene kalles dekorrelasjon - dette er en effekt som oppstår med polarisert stråling, dvs. stråling som "bølger" i en foretrukken retning.

– Dersom vi har flere skyer av intergalaktisk støv som ligger langs samme synslinje fra oss, og dersom disse skyene også er sterkt magnetisert, slik at støvkornene er rettet inn langs magnetfeltet, så vil polarisert stråling som beveger seg gjennom disse skyene kunne bli 'rotert' slik at den foretrukne retningen til strålingen endres, forklarer Gjerløw.

– Denne effekten vil også være frekvensavhengig, slik at rotasjonen vil være større for en frekvens enn for en annen, fortsetter ham.

Stort nettverk av internasjonale partnere

logo of project PASIPHAE

Det greske prosjektet PASIPHAE – (Polar-Areas Stellar-Imaging in Polarization High-Accuracy Experiment) har til hensikt å måle polariseringen av stjerneskinnet ved hjelp av teleskoper på Kreta og i Sør-Afrika. Målet er å utvikle tredimensjonale (3D) kart av støvskyene i Melkeveien

Et viktig gjennombrudd i vår forståelse av kompleksiteten av dette forgrunnsutslippet er oppnådd ved et internasjonalt samarbeid mellom forskere.

Forskerne i PASIPHAE-eksperimentet har nå påvist denne effekten i data fra Planck-satelliten, som har observert elektromagnetisk stråling på hele himmelen på mange forskjellige frekvensbånd.

- Det å kartlegge denne effekten og undersøke den nærmere er av stor interesse for framtidige eksperimenter som ønsker å grave enda dypere i det vi kan lære av den kosmiske bakgrunnsstrålingen, sier Gjerløw.

 

Vitenskapelig artikkel

Evidence for line-of-sight frequency decorrelation of polarized dust emission in Planck data

Les også:

Emneord: PASIPHAE, Kosmologi, Kosmisk bakgrunnsstråling (CMB), Stråling Av Martina D'Angelo, Eirik Gjerløw
Publisert 4. mars 2021 10:59 - Sist endret 4. mars 2021 12:11