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宇宙論、天体物理学、拡散放射のための絶対放射計（ARCADE）は、ビッグバン後の最初の星や銀河による宇宙の加熱を測定し、残存崩壊または消滅の信号を探すことを目的とした高高度気球機器パッケージを利用するプログラムです。2006年7月、放射計を使用して、理論で予測される値の約6倍の強い残存電波源が発見されました。この現象は「宇宙の轟音」として知られており、天体物理学における未解決の問題となっています。[ 1 ]
ARCADEは、NASAの科学ミッション局の天文学および物理学研究分析準軌道調査プログラムから資金提供を受けています。このプログラムは、 NASAゴダード宇宙飛行センターのアラン・コグットが率いるチームで構成されています。ARCADEは、テキサス州パレスティンにあるNASAコロンビア科学気球施設から打ち上げられ、ウォロップス飛行施設の気球プログラムオフィスの監督下で実施されました。気球は高度120,000フィート（37km ）まで飛行し、観測中に空の約7%を観測しました。[ 2 ]
この装置はセンチメートル波長の放射線を検出するように設計されている。[ 3 ]機体には7つの放射計が搭載されており、液体ヘリウムを使用して2.7 K (-270.45 °C; -454.81 °F)まで冷却され、わずか3 K (-270.15 °C; -454.27 °F)の背景に対して1/1000度という小さな温度差を測定することを目的としていた。[ 4 ]装置パッケージ内の光学系は、装置が容器の壁を見るのを防ぎ、観測データの処理を簡素化するために、冷却するデュワー瓶の上部近くに配置されていた。この設計上の選択により、放射計を液体ヘリウムで浸すために超流動ポンプを使用する必要があった。この設計では、(比較的暖かい)窓を使用する代わりに、ヒーターを使用してヘリウムガスの雲を生成することも、観測データの処理を簡素化した。[ 5 ]
2011年にARCADE 2の研究者らは、「ARCADE 2のような測定における機器の系統誤差を補正することは常に最優先事項です。ARCADE 2のデータで3GHzの残留放射を検出したことを強調しますが、この結果は低周波データとFIRASの組み合わせによっても独立して検出されています。」と報告した。 [ 6 ]
ARCADE 2の科学チームは、3GHzにおける予期せぬ残留放射に関して、以下の結論に至った 。
我々は、残存するシグナルは、既知の電波源の分布の暗い端とはやや異なる特性を持つ離散的な電波源からの拡散した銀河外背景放射、または我々の銀河からのモデル化されていない残存放射のいずれかによるものであると結論づける。我々は前者のほうが可能性が高いと考えているが、後者の説明を排除することはできない。[ 6 ]
電波の周波数は 30 Hz から 300 GHz までです。宇宙の轟音という用語は、ARCADE 2 の結果が、既知の放射源の実際の微弱な放射分布が、既知の放射源を前提としたLambda-CDM モデルによって予測される期待値と大きく異なることを示しているという仮説を示すために使用されています。考えられる仮説上の放射源には、拡散した大規模な乱流的に合体する銀河団や、初期世代の星の超新星などがあります。[ 7 ]