TREED: The REciever Exploring Dark-ages

宇宙の暗黒時代

Dark Ages

TREEDプロジェクトの最終目標は将来の月面・衛星による低周波電波観測です。
宇宙誕生後、極初期のインフレーション、ビッグバンを経た宇宙の晴れ上がりの後、宇宙はさらに3つの時代を迎えたと考えられています。 まず、天体の存在しない暗黒時代、次に宇宙で最初の星が生まれた宇宙の夜明け期、 さらに宇宙を満たしていた水素原子ガスが若い銀河からの紫外線によって電離される宇宙再電離期です。 暗黒時代から宇宙の夜明け期は宇宙論から天体形成に至るまでの最も重要な時期ですが、現代においてもほとんど理解が進んでいません。 そこで、当時の宇宙を満たしていた水素原子から放射される21cm線を観測することで、再電離から暗黒時代の宇宙物理や天体形成に迫ります。 暗黒時代の21cm線は宇宙膨張の効果で50MHz以下の低周波電波として観測されますが、 この周波数帯の電波は、地球の電離層で歪められたり反射されたりして地上からの観測は困難を極めます。 地球を飛び出し、暗黒時代21cm線の衛星や月面からの観測実現を目指して、TREEDはアンテナ・バックエンド・ソフトウェア・数値モデルの開発を行っています。

The TREED project aims to observe low-frequency radio signals from the dark ages on the moon/by satellites.
In the very early times, the Universe experienced inflation, the hot big bang, and eventually the cosmological recombination follows. After this epoch, the Universe was filled with neutral hydrogen gas and no luminous objects existed, which is called the Dark Ages. Then the Cosmic Dawn follows, during which the first stars were finally formed. Eventually the young galaxies emitted energetic UV photons and ionized entire neutral hydrogen gases. This is the epoch of reionization. Although the Dark Ages and the Cosmic Dawn are crucial epochs to elucidate the galaxy/star formation history and cosmology, they are not well understood yet. Indeed the 21cm line of neutral hydrogen is a unique probe of these epochs, which can be observed at very low frequency, particularly less than 50 MHz for the signal from the Dark Ages. Although it is quite difficult, or even impossible to accurately measure such low-frequency radio signal from the ground due to the Earth's ionosphere, and observations on the moon or by space satellites would allow us to address the unknown Universe. TREED (The REciever Exploring Dark-ages) project aims to develop the backend/antenna/software/theoretical models toward the future dark age 21cm line observation.

謝辞

Acknowledgment

本研究は、大学共同利用機関法人自然科学研究機構OPEN MIX LAB事業 (OML022303, OML022402)の助成を受けています。

This research was supported by the grant of OML Project by the National Institutes of Natural Sciences (NINS program No, OML022303, OML022402).