天文學家在揭開宇宙黎明的奧秘方面邁出了重要一步。位於南非卡魯沙漠的350台射電望遠鏡的集合正在快速推進對”宇宙黎明”的探測–大爆炸之後恆星首次亮起和星系開始繁榮的時期。一組來自北美、歐洲和南非的科學家已經將氫化紀元陣列（HERA）射電望遠鏡的靈敏度提高了兩倍。通過這一突破，他們渴望揭開早期宇宙的秘密。

“在過去的幾十年裡，來自世界各地的團隊一直致力於首次探測來自宇宙黎明的無線電波。”麥吉爾大學物理系和Trottier空間研究所的助理教授Adrian Liu說：”雖然這樣的探測仍然遙不可及，但HERA的結果代表了迄今為止最精確的追求。”

HERA射電望遠鏡

該陣列已經是世界上最敏感的射電望遠鏡，致力於探索宇宙的黎明。現在，HERA團隊已經將其對大爆炸後約6.5億年發射的無線電波的靈敏度提高了2.1倍，對大爆炸後約4.5億年發射的無線電波的靈敏度提高了2.6倍。他們的工作在《天體物理學雜誌》上發表的一篇論文中進行了描述。

儘管科學家們還沒有探測到宇宙黑暗時代結束時的無線電發射，但他們的結果提供了關於早期宇宙中恆星和星系組成的線索。到目前為止，他們的數據表明，早期星系除了氫和氦之外，幾乎不包含其他元素，這與我們今天的星係不同。今天的恆星有各種元素，從鋰到鈾，都比氦重。

排除一些理論

當射電天線完全上線和校准後，研究小組希望構建一個電離氫和中性氫氣泡的三維地圖–這是早期星系的標誌–因為它們在大爆炸後約2億年到約10億年的時間裡不斷演變。研究人員說，該地圖可以告訴我們早期的恆星和星係與我們今天看到的那些恆星和星係有什麼不同，以及宇宙在其青春期的樣子。

組成HERA射電望遠鏡的350個天線之一

HERA團隊尚未探測到這些信號的事實，排除了一些關於恆星如何在早期宇宙中進化的理論。”我們探測到的數據表明，早期星系的X射線亮度比今天的星系高約100倍。之前的估算也是這樣的，但現在我們有實際的數據來支持這一假設。”

等待一個信號

HERA團隊繼續改進望遠鏡的校準和數據分析，希望能在早期宇宙中看到這些氣泡。然而，過濾掉本地的無線電噪聲以看到來自早期宇宙的信號並不容易。加州大學伯克利分校射電天文實驗室的研究天文學家David DeBoer說：”就像瑞士奶酪，星係也就會產生那樣的氣孔，而我們正在尋找這塊奶酪。”

“HERA正在繼續改進，它的能力越來越強，限制越來越少，”HERA的主要研究者、加州大學伯克利分校天文學副教授Aaron Parsons說。”我們能夠不斷推陳出新，我們的新技術不斷為我們的望遠鏡帶來成果，這一點非常好。”