우주적 새벽과 SKA에 의한 재이온화 시대

현재 IR 및 라디오 망원경을 통한 연구를 위해 재이온화 시대(EoR)(z\15-6)를 여는 데 집중적인 노력이 진행되고 있다. 이 적색편이 영역에서 Lyman-\ 방출원, 준항성체 및 드롭아웃 소스의 IR 탐지가 상대적으로 작은 시야에서 이루어진 반면, 적색편이된 21-cm 선을 통해 중성 수소의 직접 탐지는 아직 이루어지지 않았다. 이러한 직접 탐지는 향후 몇 년 동안 이루어질 예정이며, 지속적인 조사로 인해 z\6-200의 우주 전체를 천체물리학 및 우주론적 연구에 개방할 수 있으며, EoR뿐만 아니라 그 이전의 우주적 새벽(z\30-15) 및 어두운 시대의 이후 단계(z\200-30)도 개방할 수 있다. 현재 진행 중인 모든 실험은 EoR 동안 21-cm 신호의 통계적 탐지를 시도하고 있으며, 신호 대 잡음비는 제한적이다. 직접 이미지는 아마도 낮은 적색편이에서 가장 큰(도) 규모에서 제외되며, 더 높은 적색편이에서도 접근이 어렵다. 제곱킬로미터 배열(SKA)은 이 분야에 혁신을 일으켜, SKA1-LOW로 대부분의 적색편이 범위 z\6-28에서 호도각에서 도까지 중성 수소의 직접 이미지를 가능하게 하고, SKA2-LOW로 더욱 높은 적색편이에서도 가능성을 열게 된다. 이 SKA는 독특할 것이며, JWST와 같은 다른 다가오는 시설과의 시너지 잠재력을 동시에 제공할 것이다. 이 장에서는 21-cm 방출의 물리학, 우주가 지나는 것으로 생각되는 다양한 단계, 그리고 SKA가 조사할 수 있는 관측 가능 항목을 요약하며, 필요할 경우 이 권의 자세한 장을 참조한다(축약됨).