LOFAR Epoch of Reionization: Statistical Methods & First Results

Met LOFAR op zoek naar de eerste sterren

Tot nu toe bestaan er geen waarnemingen van de tijdsperiode waarin de eerste (dus oudste) sterren in het Universum zijn ontstaan. Hierdoor kunnen we talrijke vragen niet beantwoorden, zoals wanneer zijn die eerste sterren ontstaan en hoe zagen ze eruit? Ajinkya Patil richtte zich op het beantwoorden van deze vragen door het bestuderen van radiosignalen die uitgestraald werden in de tijdsperiode van de formatie van de eerste sterren. Hij presenteert in zijn proefschrift zowel technieken om deze radiostraling te detecteren als de eerste resultaten van waarnemingen met de LOFAR telescoop in Nederland.

De verwachte radiostraling is veel zwakker dan de ruis in waarnemingen. Hierdoor kunnen zelfs de grootste telescopen ter wereld er geen beelden van maken. Patil laat echter zien dat het signaal t detecteren moet zijn door de fluctuaties van het signaal in de ruimte te meten.

De ruis van dichtbij gelegen sterrenstelsels is duizenden keren sterker dan het radiosignaal. Patil laat zien dat het filteren van deze sterrenstelsels op basis van de huidige ontoereikende kennis van deze sterrenstelsels nog extra ruis kan veroorzaken. Deze ontdekking heeft geholpen om een nieuwe strategie te bedenken voor het verwijderen van signalen van dichtbij gelegen sterrenstelsels.

Patil heeft een 13 uur lange waarneming met de nieuwe strategie geanalyseerd en kon nu signalen detecteren die zeer zwak zijn, ongeveer 80 milliKelvin. De verwachting is dat de kosmische radiostraling rond 5 milliKelvin te detecteren is. De ontwikkelde methodes worden nu gebruikt om honderden uren aan waarnemingen te analyseren met als doel de detectie van de kosmische radiostraling.

Ajinkya Patil verrichtte zijn promotieonderzoek bij de afdeling Sterrenkunde van het Kapteyn Instituut met financiering van NWO. Hij werkt nu als postdoc aan de RUG.

Proefschrift: http://hdl.handle.net/11370/08cdff67-efba-4dd6-a63f-f4635d4e10ad