Το τηλεσκόπιο CHIME στον Καναδά ανίχνευσε, με δικές του παρατηρήσεις, το εξαιρετικά αχνό ραδιοσήμα του ουδέτερου υδρογόνου από μια εποχή πριν από περίπου 9 δισεκατομμύρια χρόνια. Η μέτρηση δείχνει ότι η χαρτογράφηση της μεγάλης κλίμακας δομής του Σύμπαντος μπορεί να γίνει χωρίς να χρειάζεται κάθε φορά συνδυασμός με οπτικούς καταλόγους γαλαξιών.
Το αποτέλεσμα δεν είναι άμεση εξήγηση της σκοτεινής ενέργειας. Είναι όμως ένα νέο εργαλείο για να ελεγχθεί πώς διαστελλόταν το Σύμπαν και πώς οργανώθηκε η ύλη στην πορεία του χρόνου.
Το σήμα που κρυβόταν στον θόρυβο
Το CHIME βρίσκεται κοντά στο Penticton της Βρετανικής Κολομβίας και σαρώνει καθημερινά ολόκληρο τον βόρειο ουρανό. Αντί να εντοπίζει έναν-έναν τους γαλαξίες, μετρά το συνολικό ραδιοσήμα του ουδέτερου υδρογόνου, ενός από τα βασικά συστατικά της κοσμικής ύλης.
Η εκπομπή είναι τόσο αδύναμη ώστε πρέπει να ξεχωρίσει από τον ραδιοθόρυβο του ίδιου του Σύμπαντος, τις ανθρώπινες παρεμβολές και τα σήματα που παράγει το όργανο. Η ερευνητική ομάδα ανέλυσε 94 νύχτες παρατηρήσεων του 2019 και χρειάστηκε περισσότερο από έναν χρόνο ελέγχων για να βεβαιωθεί ότι δεν επρόκειτο για ψευδή ανίχνευση.
Ένας διαφορετικός χάρτης της κοσμικής ιστορίας
Το σήμα προέρχεται από μια εποχή κατά την οποία το Σύμπαν ήταν περίπου πέντε δισεκατομμυρίων ετών. Η μετατόπιση της ραδιοεκπομπής καθώς το Σύμπαν διαστέλλεται επιτρέπει στους αστρονόμους να συνδέσουν το υδρογόνο με διαφορετικές αποστάσεις και χρονικές στιγμές.
Αν μετρηθεί πώς το υδρογόνο κατανέμεται και συσσωρεύεται, οι επιστήμονες μπορούν να ανακατασκευάσουν την εξέλιξη της μεγάλης κλίμακας δομής. Έτσι αποκτούν έναν ανεξάρτητο τρόπο να δοκιμάσουν μοντέλα για τη σκοτεινή ενέργεια, το φαινόμενο που συνδέεται με την επιταχυνόμενη διαστολή του Σύμπαντος.
Η τεχνική μπορεί επίσης να φωτίσει τον σχηματισμό και την εξέλιξη των γαλαξιών. Σύμφωνα με τις συνοδευτικές αναλύσεις, περίπου το 2% του υδρογόνου βρισκόταν τότε σε ουδέτερη ατομική μορφή, σε γενικές γραμμές συμβατή με άλλες μετρήσεις.
Τι αλλάζει για την κοσμολογία
Οι κλασικές έρευνες γαλαξιών είναι λεπτομερείς, αλλά απαιτούν μεγάλες υποδομές και εξετάζουν κυρίως περιοχές όπου έχει ήδη σχηματιστεί αρκετό φως από άστρα. Η χαρτογράφηση έντασης υδρογόνου μπορεί να καλύψει πολύ μεγαλύτερες περιοχές και να φτάσει βαθύτερα στον χρόνο, μετρώντας το συλλογικό σήμα αντί για μεμονωμένα αντικείμενα.
Η νέα ανίχνευση δεν λύνει τη διαφωνία γύρω από τη σκοτεινή ενέργεια και δεν αποτελεί από μόνη της νέα μέτρηση της κοσμικής επιτάχυνσης. Αποδεικνύει όμως ότι το CHIME μπορεί να αξιοποιήσει το δικό του υλικό για αυτή την έρευνα, χωρίς να εξαρτάται από δεδομένα άλλων τηλεσκοπίων.
Η ομάδα διαθέτει σχεδόν επτά χρόνια παρατηρήσεων και θέλει να επεκτείνει τη μέθοδο σε ακόμη παλαιότερες εποχές, όταν το Σύμπαν ήταν περίπου τριών δισεκατομμυρίων ετών. Εκεί βρίσκεται η πραγματική αξία του αποτελέσματος: όχι σε μια εντυπωσιακή μεμονωμένη εικόνα, αλλά σε έναν νέο τρόπο να μετρήσουμε την κοσμική εξέλιξη.