Seniai, milijonai metų iki pirmosios žvaigždės gyvybės išblukimo, visa Visata buvo tamsos jūra.
Šis vadinamasis visatos amžius, prasidėjęs maždaug 400 000 metų po Didžiojo sprogimo ir trukęs šimtus milijonų metų, pažymėjo paskutinį kartą, kai tuščia vieta iš tikrųjų buvo tuščia; jokių planetų, be saulės, be galaktikų ir be gyvybės - tiesiog vandenilio atomų rūkas, suklastotas Didžiojo sprogimo ir paliktas snaudžiant tamsoje.
Šiandien teleskopai visame pasaulyje bando pažvelgti į tą pirmykštį vandenilį (žinomą kaip neutralus vandenilis), kad būtų galima tiksliai nustatyti momentą, kada tamsieji amžiai pagaliau pasibaigė ir susiformavo pirmosios galaktikos. Nors šie senovės atomai išlieka sunkūs, tyrinėtojų grupė iš Australijos užuomazgų galėjo būti arčiau jų nei bet kada anksčiau.
Remiantis naujuoju tyrimu, paskelbtu priešspausdinimo duomenų bazėje „arXiv“ ir netrukus pasirodžiusiame „Astrophysical Journal“, astronomai pasinaudojo radijo teleskopu „Murchison Widefield Array“ (MWA), siekdami gilintis į kosminę praeitį, ieškodami neutralaus vandenilio signalo bangos ilgio. Jie nerado to, ko ieškojo, tačiau, naudodama naujus teleskopo neseniai atnaujinto rinkinio parametrus, komanda nustatė žemiausią kada nors buvusį neutralaus vandenilio signalo stiprumo ribą.
„Mes galime užtikrintai pasakyti, kad jei neutralus vandenilio signalas būtų buvęs stipresnis už ribą, kurią nustatėme dokumente, tada teleskopas ją būtų aptikęs“, - teigė tyrimo bendraautorius Jonathanas Poberis, Browno universiteto fizikos profesorius. Rodo sala. Tai reiškia, kad šių senovės molekulių medžioklė tebevyksta, ir dabar tyrėjai žino, kad neutralūs vandenilio pėdsakai yra net menkesni, nei tikėtasi.
Pirmieji atomai
Energija, tekanti per ankstyvąją visatą, buvo tokia stipri, kad kiekvieno atomo elektronai buvo atitrūkę, suteikdami jiems teigiamą krūvį. Pirmasis iš šių atomų buvo teigiamai įkrautas vandenilio jonas. Per šimtus tūkstančių metų Visata atvėso ir pakankamai išsiplėtė, kad šie vandenilio jonai vėl galėtų įgyti elektronus ir vėl taptų neutralūs. Manoma, kad šie neutralūs vandenilio atomai yra dominuojantis kosminių tamsiųjų amžių bruožas. (Galų gale, kai pakankamai jų susikaupė, kad sudarytų pirmąsias žvaigždes, atomai vėl buvo jonizuojami iš tų žvaigždžių spinduliuojamos energijos.)
Mokslininkai žino, kad neutralus vandenilis skleidžia spinduliuotę, kai bangos ilgis yra 21 centimetras - tačiau visata išsiplėtė per pastaruosius 12 milijardų metų ir tie bangos ilgiai išsitempė. Naujojo tyrimo autoriai apskaičiavo, kad neutralaus vandenilio bangos ilgis siekia maždaug 2 metrus - ir tai yra signalas, kuriuo jie ieškojo dangaus, kad galėtų naudoti MWA.
Bėda ta, kad yra daugybė šaltinių (tiek žmogaus sukurtų, tiek dangaus), kurie spinduliuoja tuo pačiu bangos ilgiu.
„Visi šie kiti šaltiniai yra daugybės laipsnių stipresni už signalą, kurį bandome aptikti“, - sakė Poberis. "Duomenims užteršti pakanka net FM radijo signalo, kuris atsispindi virš lėktuvo, kuris važiuoja virš teleskopo."
Taigi, Poberis ir jo kolegos parašė lygčių rinkinį, kad galėtų pastebėti ir išnaikinti šiuos teršalus savo stebėjimuose. Paėmę daugiau nei 1200 radijo bangų vaizdų iš dangaus, tyrėjai nustatė, kad kiekvienas jų aptiktas 2 metrų spinduliuotės pėdsakas kilęs iš kažkur kito, nei jie ieškojo neutralaus vandenilio.
Nors vertinamas atominis signalas lieka neatskleistas, naujiems tyrimams pavyksta susiaurinti, kaip ateityje turėtų atrodyti neutralus vandenilis. Anot tyrėjų, šie rezultatai patvirtina, kad MWA eksperimentai lemia šią medžioklę teisingu keliu. Atlikus tolesnius tyrimus, netrukus galėtų būti išryškintos paskutinės kosminių tamsiųjų amžių relikvijos.
