BehindLines

中性氢:MeerKAT在大尺度上探测到21厘米信号,信噪比6.2

· BehindLines 编辑部

MeerKLASS合作组宣布,利用南非的MeerKAT射电望远镜,在大尺度上直接测得了中性氢的21厘米射电信号。这种称为强度映射的方法,旨在追踪物质在宇宙中的分布。

据arXiv上的论文(2026年10月8日提交,已被《皇家天文学会月报》接受),研究团队使用2021年的数据,覆盖约236平方度天区,频段为971至1024兆赫,对应红移z=0.42。Phys.org于11月4日转载的新闻稿则称覆盖约250平方度,信号发出于约45亿年前。

难度相当大:据Phys.org,前景干扰比所要探测的信号强约1万倍。MeerKAT的64面天线被当作独立望远镜使用,而不是组成一个干涉阵。马里奥·桑托斯(Mário Santos)是西开普大学MeerKLASS巡天的首席研究员。据arXiv,分析涵盖0.095至0.245 h/Mpc的尺度,并对每个子集进行盲污染分离;作者把这项工作视为迈向未来SKA天文台中性氢强度映射的一步,MeerKAT是SKA的先导望远镜。数据被分成多个子集,通过子集之间的互相关来压低仪器噪声。

结果是以6.2的信噪比探测到信号,即略高于统计噪声的6倍。论文估计氢的成团振幅为10³ Ω_HI b_HI = 1.271,不确定度很大(+1.080/−0.598)。Phys.org引述马里奥·桑托斯(Mário Santos)的话,称这是把21厘米强度映射确立为宇宙学新工具的“一个里程碑”。

仍不清楚的是:作者承认各子集自身的功率谱存在多余功率,归因于尚未解决的系统误差;而且测量只覆盖一片天区和一个时期,振幅的不确定度依然很大。

来源