Precision modelling of the radio sky for 21-cm cosmology with LOFAR
Aanzienlijke verbeterde waarneming 21-cm lijn
Het begrijpen van hoe de eerste sterren en sterrenstelsels zijn ontstaan, behoort tot de centrale doelstellingen van de moderne kosmologie. Een unieke manier om deze vroege fase van het Heelal te bestuderen is via de 21-cm lijn van neutraal waterstof tijdens het Tijdperk van Herionisatie. Detectie hiervan is echter uiterst uitdagend: het gaat schuil onder veel sterkere radio-emissie afkomstig van de Melkweg en extragalactische bronnen, en detectie vereist zowel zeer gevoelige instrumenten als zorgvuldige gegevensanalyse.
In zijn proefschrift richt Emilio Ceccotti zich op het verbeteren van onze mogelijkheden om het kosmologische signaal waar te nemen met de Low Frequency Array (LOFAR). Een grote uitdaging hierbij is het nauwkeurig modelleren en aftrekken van heldere radiobronnen, omdat een onvolledige verwijdering het zwakke 21-cm-signaal kan maskeren. Ceccotti besteedt bijzondere aandacht aan nieuwe geavanceerde methoden die nauwkeurigere spectrale en ruimtelijke bronmodellen opleveren. Met behulp van deze technieken weet hij aanzienlijke vooruitgang te boeken in het verminderen van voorgrondvervuiling en het verbeteren van de herkenning van het kosmologische signaal. Ceccotti bereikt deze verbeteringen door gedetailleerde modellering van zowel heldere bronnen dicht bij de kijkrichting, zoals 3C61.1 en 3C196, als van zeer heldere bronnen buiten het hoofdveld, zoals Cygnus A.
Daarnaast presenteert Ceccotti in dit proefschrift de eerste resultaten verkregen uit het 3C196-veld, dat een veelbelovend alternatief vormt voor het traditioneel bestudeerde Noordelijke Hemelpoolveld.
Samen tonen deze resultaten aan dat nauwkeurige modellering van de radiohemel in uiteenlopende observatiescenario's essentiëel is voor een betrouwbare detectie van het zwakke kosmologische signaal uit het vroege Heelal.
Emilio Ceccotti voerde zijn onderzoek uit bij het Kapteyn Institute for Astronomy. Hij vervolgt zijn loopbaan als postdoc bij het Italiaanse Institute for Radio Astronomy (INAF-IRA).