Астрономи вважають, що нова техніка спостереження, яка базується на виявленні слабких радіосигналів, дозволить їм побачити перші зірки, які утворилися посеред густих водневих хмар незабаром після народження Всесвіту.
Техніка, представлена в новій статті, шукає тип сигнатур електромагнітного випромінювання, відомий як 21-сантиметрова лінія, який випромінювали атоми водню, що заповнили молодий Всесвіт у перші сотні тисяч років після Великого вибуху.
Сигнал надзвичайно слабкий, приблизно в сто тисяч разів слабший за радіосигнали, які випромінюють об’єкти в нашій галактиці Чумацький Шлях. Щоб відокремити сигнал від усіх інших шумів, виявлених радіоантенами, потрібен комплексний аналіз даних.
«Наш метод спільно аналізує дані з кількох антен і в ширшому діапазоні частот, ніж еквівалентні сучасні інструменти», — сказав Елой де Лера Аседо, астроном з Кембриджського університету у Великобританії та провідний автор нової статті.
Вимірюючи контраст між випромінюванням водневих хмар і сигналом за ними, астрономи сподіваються «побачити» зірки так, ніби вони «тіні в тумані».
«У той час, коли утворилися перші зірки, Всесвіт був здебільшого порожнім і складався здебільшого з водню та гелію», — сказав де Лера Аседо в заяві. «Через гравітацію елементи врешті-решт об’єдналися, і виникли відповідні умови для ядерного синтезу, який і сформував перші зірки. Але вони були оточені хмарами так званого нейтрального водню, які дуже добре поглинають світло, тому важко безпосередньо виявляти або спостерігати світло за хмарами».
Космічний телескоп Джеймса Вебба, який нещодавно опублікував свої перші наукові зображення, також шукає перше світло у Всесвіті, але використовує іншу техніку. Вебб виявляє інфрачервоне випромінювання, яке, по суті, є теплом. Оскільки тепло може проникати крізь хмари пилу, Вебб також дозволяє астрономам зазирнути в найбільш непроникні області Всесвіту.
Новий радіоастрономічний метод був розроблений у рамках проекту «Радіоексперимент для аналізу космічного водню» (REACH) і базується на попередніх спостереженнях, які натякнули на виявлення 21-сантиметрової лінії. Однак ці попередні вимірювання не вдалося відтворити, що змусило вчених припустити, що сигнал міг бути помилковим.
«Якщо ми зможемо підтвердити, що сигнал, виявлений у тому попередньому експерименті, дійсно походив від перших зірок, наслідки будуть величезними», — сказала де Лера Аседо.
Дослідники використовували симуляції, що імітують реальні спостереження з використанням кількох радіоантен, що підвищило надійність даних порівняно з попередніми вимірюваннями, які покладалися на одну антену.
Нові вимірювання будуть проведені пізніше цього року в Кару в Південній Африці.
Раніше вчені виявляли сигнали від Великого вибуху у вигляді космічного мікрохвильового фону, але поява перших зірок у Всесвіті після темних віків його ранніх сотень тисяч років досі залишається невідомою.
Стаття була опублікована в журналі Nature Astronomy