navbar.frm 20180310
ATTENTIE. . ONDERHOUD . . Bijeenkomst op 15 november 2018 . . Elke zondag 145.475 MHz . . 10:30 RTTY bulletin . . 11:00 uur Woerdense Ronde .
W

Simpele FM-ontvanger detecteert extreem zwak signaal

Eenvoudige dipool antenne
Eenvoudige dipool antenne

Een extreem zwak signaal, daterend uit de geboorte van de eerste sterren in ons universum, is voor de eerste keer door astronomen ontdekt, met behulp van een eenvoudige antenne in de West-Australische outback. Zij hebben een radiosignaal opgepikt dat slechts 180 miljoen jaar na de Oerknal is geproduceerd.

Het signaal bevestigt onze verwachtingen voor het tijdstip wanneer sterren voor het eerst in het universum verschijnen, zei hoofdauteur Judd Bowman van de Arizona State University. Maar het vertelt ons ook dat er tevens iets mysterieus heeft plaatsgevonden.

Fysici denken dat de oerknal, 13,8 miljard jaar geleden, een geioniseerd plasma genereerde, dat snel afkoelde naarmate het heelal zich uitbreidde. Na ongeveer 370.000 jaar begon deze 'soep' neutrale waterstofatomen te vormen. In de loop van de tijd - en onder invloed van de zwaartekracht - klonterden deze samen tot sterren die ontstaken.

De oorspronkelijke gedachte was, dat de eerste sterren zware blauwe sterren waren die een korte maar hevige levensduur kenden. Zij zouden dan zeer veel ultraviolet licht hebben uitgestraald dat echter vanwege de grote afstand te zwak is om door de huidige telescopen zoals de Hubble te worden gedetecteerd.

Ze zouden echter wel detecteerbaar moeten zijn als een dip in de door de Oerknal veroorzaakte kosmische achtergrond straling, 13.8 miljard jaar geleden.
Die dips in de achtergrond straling worden veroorzaakt door absorptie van radiogolven door het interstellaire waterstof gas.

Professor Bowman en collega's waren al meer dan een decennium op zoek naar een signaal uit het vroege universum via het EDGES-project - Experiment to the Global Epoch of Reionisation Signature'.
Een uitdaging omdat de totale hoeveelheid radiogolven die we op aarde ontvangen vanuit de ruimte wordt overstemd door al het lawaai dat onze Melkweg maakt. - Dit is de ruis die wij ook op onze yagi's in de 2 meter en 70 cm banden kunnen waarnemen.

De frequentie, 1.4 GHz, van een radiosignaal dat bijna 14 miljard jaar geleden geproduceerd werd door geioniseerd waterstof, is op haar weg door de ruimte, op aarde aangekomen op een veel lagere frequentie. Dat wordt veroorzaakt door de snelheid van het medium, ons heelal, ten gevolge van die Oerknal, uitdijt.

Bowman's team naar zocht daarom, rond 78 MHz in de FM band, naar een minuscuul signaaltje, slechts 0,05 tot 0.01 procent van de kosmische achtergrond. Zij vonden al vrij snel een signaal van 0.1 procent van de achtergrond, dat echter twee maal zo sterk was als verwacht en daarom duurde het nog twee jaar voordat de onderzoekers alle apparatuur grondig op ruis en gebreken hadden gecontroleerd en geverifieerd hadden, zodat het niet van een andere ruis bron kon komen. Ze bouwden zelfs een tweede antenne en richtten hun instrumenten op verschillende delen van de hemel en op verschillende tijdstippen.

De antenne die zij gebruikten was een 'simpele dipool', twee rechthoekige metalen platen horizontaal opgesteld boven een ground-plane. (grote bandbreedte, lage impedantie direct aangekoppeld aan een lage-ruis ontvanger).

Om geen last te hebben van de 'man-made noise' stond hun opstelling heel ver van de bewoonde wereld, in zuidwestelijk Australia.

De onverwachte sterkte van het signaal stelt de astronomen voor een raadsel en geeft aanleiding tot nieuwe onderzoek projecten. Diepgaander onderzoek zal echter moeten komen van grotere antenne opstellingen, zoals die van LOFAR en SKA.

(Pieter J.T. Bruinsma, PA0PHB 2018/03/10 )

Referenties, meer informatie:
Nature Astronomers detect light from the Universe’s first stars
NIST Cosmic Radio-Noise Intensities in the VHF Band
Onderwerpen
StoringStoring RadiosetRadioset PropagatiePropagatie MicrogolfMicrogolf AstronomieAstronomie AntenneAntenne