Astronomowie wykryli bardzo słabe sygnały neutralnego wodoru dochodzące z odległości liczonych w miliardach lat świetlnych. To ważne, bo takie pomiary mogą stać się praktycznym sposobem na tworzenie map największych struktur we Wszechświecie bez konieczności „wypatrywania” każdej galaktyki z osobna.
Dlaczego wodór jest tak przydatny w kosmicznej kartografii?
Wodór to najlżejszy i najpowszechniejszy pierwiastek w kosmosie, a jego neutralna postać emituje niezwykle słaby sygnał radiowy znany jako linia 21 centymetrów. Najprościej mówiąc, ta linia działa jak znacznik, który pozwala śledzić, gdzie w przestrzeni znajduje się wodór.
Kluczowe jest też to, że Wszechświat się rozszerza. Gdy sygnał radiowy leci do nas przez bardzo długi czas, jego długość fali ulega rozciągnięciu, czyli przesunięciu ku czerwieni. Stopień tego przesunięcia pomaga określić, jak długo sygnał podróżował, a więc z jak odległej epoki pochodzi obserwowany wodór.
MeerKAT pokazał, że da się to zrobić samymi falami radiowymi.
Jak opisano w artykule na Space.com, zespół wykorzystał radioteleskop MeerKAT w Republice Południowej Afryki do zbudowania mapy metodą zwaną mapowaniem intensywności wodoru. Zamiast rejestrować pojedyncze galaktyki, mierzy się zbiorczy „szum” emisji wodoru z wielkich obszarów kosmosu, co pozwala odtworzyć trójwymiarowy obraz największych struktur.
Do tej pory podejście to zwykle łączono z przeglądami nieba w świetle widzialnym. Nowy wynik jest o tyle istotny, że pokazuje możliwość wydobycia sygnału bez takiego wsparcia, na podstawie samych danych radiowych z MeerKAT.
Sygnał był słaby, a dane trudne do oczyszczenia.
Badacze przeanalizowali około 96 godzin obserwacji i znaleźli ślady wodoru sprzed 4–5 miliardów lat. W tekście podkreślono, że największym wyzwaniem było odróżnienie właściwego sygnału od emisji „pierwszego planu”, zakłóceń radiowych pochodzenia ludzkiego oraz efektów instrumentu. Sukces ma więc znaczenie praktyczne: sugeruje, że ta metoda staje się narzędziem, z którego da się korzystać w kosmologii.
Co dalej z mapami wodoru?
Zespół zapowiada dalsze obserwacje MeerKAT obejmujące większe obszary nieba i dłuższe serie pomiarów. Cel jest prosty: tworzyć coraz dokładniejsze mapy rozkładu wodoru, które z czasem pomogą lepiej zrozumieć, jak przez miliardy lat powstawały największe struktury we Wszechświecie.
Ilustracja została przygotowana z użyciem AI na bazie oryginalnego zdjęcia w celu zachowania spójności wizualnej.
Pełna treść źródłowa: Space.com
