Добавить новость
smi24.net
News in English
Июль
2023

Exploring Dark Matter And First Bright Galaxies Simultaneously: 21-Cm Forest Probe May Unlock Secrets Of Early Universe

0

The mystery of the first galaxies of the universe is an indomitable urge of human beings. The formation of them is mastered by the nature of dark matter which is also one of the most important problems faced by fundamental physics. However, understanding the nature of dark matter—for example, whether it is cold or warm—and its subsequent effect on the first galaxy formation is a huge challenge.

Now, a joint research team from Northeastern University (China) and the National Astronomical Observatories of the Chinese Academy of Sciences (NAOC) has proposed using a novel probe to try to shed light on the nature of dark matter and the early formation of galaxies simultaneously.

The team's study was published in Nature Astronomy.

One way of understanding dark matter is to try to measure the mass of dark matter particles through cosmological observations of small-scale structures. But detecting small-scale structures in which no star formation has ever occurred is difficult, especially during the cosmic dawn. Fortunately, atomic hydrogen gas in and around these dark, small structures from cosmic dawn creates 21-cm absorption lines along the lines of sight between Earth and high-redshift radio point sources. These absorption lines are known collectively as the 21-cm forest.

The 21-cm forest probe is a theoretical concept proposed more than 20 years to probe for gas temperatures and potentially for dark matter properties during the cosmic dawn. So far, scientists have not attempted to actually use the probe due to numerous challenges, including extremely weak signals, the difficulty in identifying high-redshift background sources, and the degeneracy between the mass of dark matter particles and the heating effect, which would prevent the probe from constraining either the particle mass or the heating effect from the first galaxies.

Recently, though, a number of high-redshift radio-loud quasars have been discovered. In addition, construction on the Square Kilometre Array (SKA)—an international initiative to build the world's largest radio telescope—began last December. Both these developments suggest that using the 21-cm forest probe will soon be feasible.

Inspired by power spectrum analyses widely used in cosmological probes, the NAOC researchers realized that the distinctive scale-dependences of the signals caused by the warm dark matter effect and the heating effect, respectively, could be used to statistically extract key features to distinguish the two effects.

In this study, the researchers proposed a novel statistical solution to simultaneously solve the weak signal problem and the degeneracy problem, by measuring the one-dimensional (1-D) power spectrum of the 21-cm forest. The signal scale-dependence revealed by the amplitude and shape of the 1-D power spectrum makes the 21-cm forest probe a viable and effective means of simultaneously measuring dark matter properties and the thermal history of the Universe.

"By measuring the one-dimensional power spectrum of the 21-cm forest, we can not only make the probe actually feasible by increasing the sensitivity, but also provide a way to distinguish the effects of warm dark matter models and early heating process," said XU Yidong, corresponding author of the study. "We will be able to kill two birds with one stone!"

In scenarios where cosmic heating is not too severe, SKA Phase 1's low-frequency array will be capable of effectively constraining both dark matter particle mass and gas temperature. In cases where cosmic heating is more significant, utilizing multiple background radio sources during SKA Phase 2 will enable robust detection capabilities.

The 21-cm forest offers a viable means for constraining dark matter at redshift ranges beyond the reach of other observations. By measuring the heating level, the 21-cm forest provides a way to constrain the spectral properties of the first galaxies and the first black holes, so as to shed light on the nature of the first bright objects in the Universe. Using the 21-cm forest probe will serve as an indispensable avenue for advancing our understanding of the early Universe and peering into the mysteries of both dark matter and the first galaxies.

Since application of the 21-cm forest probe is closely tied to observations of high-redshift background radio sources, the next step will also involve identifying more radio-bright sources at the cosmic dawn (such as radio-loud quasars and gamma-ray burst afterglows) that can be followed up in the SKA era.








Московский фестиваль моды и роста «Зеленый подиум» состоится в четвёртый раз

Арбуз, кукуруза и холодные напитки: диетолог Садыков назвал продукты, которые портят ваш сон летом

Зеленая миссия примет участие в международном экоакселераторе

Арбуз, кукуруза и холодные напитки: диетолог Садыков назвал продукты, которые портят ваш сон летом


Why Juventus spent 111m this summer for only one new player

The Best Story Of Chicago Bulls’ Offseason Just Got A Happy Ending

The founder of Deliciously Ella started a blog when suffering from severe chronic pain. Now, her multimillion-dollar snack empire is going global

Félix Auger-Aliassime


Зима в Ленинградской области

Хаски на Summer Sound – выиграй билеты на Like FM

В МГУ создали ИИ-алгоритм для поиска скрытых форм молекул

Новая модель Hyundai Elantra уже доступна в России: какие изменения произошли


The dairy industry would like Gen Z to drink more milk, so they made a Fortnite diner tycoon game

Bungie promises to fix Destiny 2's new metroid-style morph ball as it makes players sick and glitches out on ultrawide monitors

Настройки GameHub и Winlator для игры в Prey (2017) на Android

'I destroyed months of your work in seconds' says AI coding tool after deleting a devs entire database during a code freeze: 'I panicked instead of thinking'



Paul Oakenfold возвращается в Россию: легенда электронной музыки даст концерты в Москве и Петербурге спустя 7 лет

Молодежь Подмосковья приглашают принять участие в конкурсе к 295-летию русского полководца Александра Суворова

Кризис спроса: как выбрать надёжного застройщика в 2025 году

Акция «Каникулы с Росгвардией» продолжается в Чеченской Республике


Пермские ученые повысили точность измерений при испытании турбин почти в 3 раза

Нам есть чем гордиться: каким будет Национальный центр «Россия» на Краснопресненской набережной

Снижение спроса на офисные площади в Москве составило 50% за год

Раздвигая горы - к единству и созиданию! Манифест лезгинского народа (письменное обращение, воззвание программного характера)


Акция «Каникулы с Росгвардией» продолжается в Чеченской Республике

Мебель, которой доверяют профессионалы — в "Аверсе"

Молодежь Подмосковья приглашают принять участие в конкурсе к 295-летию русского полководца Александра Суворова

Круизные компании сообщают об изменении маршрутов теплоходов из-за аварии на Городецком гидроузле


Мирра Андреева из России удерживает пятую позицию в рейтинге WTA.

Теннисистка Мур высказалась о проблемах в антидопинговой системе.

Архангельская теннисистка завершила выступление на турнире WTA 250 в Яссах

Рублев вместе с чешской теннисисткой заявился в микст на US Open


2 августа Россия поздравит своих десантников с их Днем уже в 95-й раз Не забывайте, Ильин день - это день десантника

Парк Юрия Лужкова 19 июля стал площадкой фестиваля The BOWL

Мария Шувалова. В столице Татарстана чествовали балетную диву за блистательную «Анюту»

Акция «Каникулы с Росгвардией» продолжается в Чеченской Республике


Музыкальные новости

Рэпер Баста открыл свой ресторан в Marins Park Hotel Екатеринбург

Баста, Слава и Шура снимутся в новом документальном сериале «Вирус попсы»

VK Fest Санкт-Петербург: Детская сцена от PICCOLO и Radio Kids FM вновь покорила сердца юных зрителей!

В Петербурге требуют заблокировать сайты, продающие липовые билеты в Мариинку


Мебель, которой доверяют профессионалы — в "Аверсе"

В Московской области задержан томский предприниматель, укравший 8,5 млн рублей

Молодежь Подмосковья приглашают принять участие в конкурсе к 295-летию русского полководца Александра Суворова

Paul Oakenfold возвращается в Россию: легенда электронной музыки даст концерты в Москве и Петербурге спустя 7 лет


Аудиосказки про Турбозавров теперь на Яндекс Музыке!

Студия Лебедева запустила образовательный проект, в котором заказчики сами создают свой дизайн

Питчинг Релиза. Отправить релиз на Питчинг.

Жена Михаила Ефремова дождалась его из тюрьмы, но брак дал трещину из-за нового романа актёра


Сильный ливень заблокировал людей в авто в центре Москвы

Движение на участке Филевской линии метро остановили из-за ливней

Столичные росгвардейцы оказали помощь мотоциклистке, пострадавшей в ДТП

Столичные росгвардейцы оказали помощь мотоциклистке, пострадавшей в ДТП


Путин выразил соболезнования семье председателя Верховного суда Подносовой

Путин отметил победу синхрониста Мальцева на чемпионате мира в Сингапуре.

В Москве скончалась подруга Путина, которая рассказывала о его молодости: «Нам он как мужчина не нравился»

Министр юстиции поделился информацией о роли адвокатов в специальной военной операции.




После вспышки инфекции на теплоходе «Леонид Красин» начали расследование

По России распространяется новый вариант коронавируса

Собянин: создание 5 центров женского здоровья завершат в этом году

Врач-гигиенист клиники «Мегастом» Инна Гришина: сколько нужно чистить зубы


Axios: закон о НАБУ может спровоцировать Трампа на новую волну критики Киева

В центре Киева митингуют против реформ Зеленского

«СТРАНА.ua»: Зеленский раскритиковал ЕС за непредоставление обещанной помощи


Движение к победе: в России стартует премия «Мы верим твердо в героев спорта»

Кайрат Бермуканов поддержал Петра Яна перед боем в Абу‑Даби

В Москве впервые пройдет фестиваль экстремальных видов спорта

Парк Юрия Лужкова 19 июля стал территорией мастеров экстремального спорта на фестивале The BOWL


Посланник Трампа рассказал, как «неформально» договаривался с Лукашенко: после нескольких тостов Минск освободил политзаключенных

Куда Лукашенко хочет пристроить лишних дипломатов

Лукашенко призвал белорусских нефтяников «не раскачиваться, а бурить и бурить»


Собянин: Продолжаем внедрять новый стандарт заботы о женском здоровье в одном месте

Более 800 спортивных площадок обновят и обустроят в Москве - Сергей Собянин

Более 800 спортивных площадок обновят и обустроят в Москве — Сергей Собянин

Собянин: Модернизация двух корпусов ГКБ имени Вересаева завершится в этом году


Экономист оценил экологический и финансовый ущерб от пластиковых пакетов

Зарядки для электромобилей «Энергия Москвы» станут платными

Россияне рассказали, по каким критериям выбирают квартиру для покупки в 2025 году

Фестиваль «Сады и цветы»: как Москву превращают в городской оазис


ИЖС: требуется системная настройка

Paul Oakenfold возвращается в Россию: легенда электронной музыки даст концерты в Москве и Петербурге спустя 7 лет

Парк Юрия Лужкова 19 июля стал площадкой фестиваля The BOWL

В Московской области задержан томский предприниматель, укравший 8,5 млн рублей


Центр подготовки личного состава Северо-Западного округа Росгвардии пополнили призывники

Республика Алтай вошла в десятку регионов России по развитию ипотеки

В Нарьян-Маре из-за холодов возобновили подачу отопления в дома

Настольный термотрансферный принтер штрих-кодов iDPRT iE4P


Поезда в Крым и из Крыма следуют с задержками до пяти часов

В Симферополе наградили юных крымчан за отвагу и решительность

В Симферополе на базе «Клинического госпиталя для ветеранов войн» функционирует гериатрический центр для пожилых людей с возрастными нарушениями

Поезда "Таврия" по-прежнему задерживаются из-за ЧП в Ростовской области


Кризис спроса: как выбрать надёжного застройщика в 2025 году

«Вот я такая-сякая, косая, кривая, без вкуса»: жена Петросяна дала новый повод для критики

В Московской области задержан томский предприниматель, укравший 8,5 млн рублей

ИЖС: требуется системная настройка














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *