Давно, милионима година пре него што је прва звезда заживела, цео свемир је био мрак.
Почевши од око 400.000 година након Великог праска и трајао је стотине милиона година, ово такозвано мрачно доба универзума обележило је последњи пут када је празан простор заиста био празан; нема планета, нема сунца, нема галаксија, нема живота - само магла водикових атома који је фалсификован великим праском и остављен да се пробије кроз мрак.
Данас телескопи широм света покушавају да увиде на тај првобитни водоник (познат као неутрални водоник) како би прецизирали тренутак када су се мрачни доба коначно завршили и формирале прве галаксије. Иако ти древни атоми остају неухватљиви, тим истраживача у аустралијској удаљености можда се приближио њиховом проналажењу него икада раније.
Према новој студији, објављеној у бази претпринта арКсив и која ће се ускоро појавити у Астрофизичком часопису, астрономи су користили радио-телескоп Мурцхисон Видефиелд Арраи (МВА) да завиру дубоко у космичку прошлост у потрази за неутралном таласном дужином таласне дужине. Нису пронашли оно што су тражили - међутим, користећи нове поставке на недавно ажурираном низу телескопа, тим је одредио најнижу границу икад за снагу сигнала неутралног водоника.
"Са поуздањем можемо рећи да ако је сигнал неутралног водоника био јачи од границе коју смо поставили у раду, телескоп би га препознао", рекао је коаутор студије Јонатхан Побер, доцент физике на Универзитету Браун у Род Ајланд. То значи да је потрага за овим древним молекулама и даље присутна, а сада истраживачи знају да су отисци неутралног водоника још слабији него што се предвиђало.
Први атоми
Енергија која је пролазила кроз рани универзум била је толико јака да је сваки атом одузео електроне дајући им позитиван набој. Први од ових атома био је позитивно наелектрисан јонски водоник. Током стотина хиљада година, свемир се довољно охладио и проширио да су ови водонични јони повратили електроне, поново постајући неутрални. Верује се да су ови неутрални атоми водоника доминантна одлика космичких мрачних доба. (На крају, када се довољно њих споји у друге звезде, атоми су поново јонизовани енергијом која је зрачена из тих звезда.)
Научници знају да неутрални водоник емитује зрачење таласном дужином од 21 центиметар - међутим, како се свемир проширио у последњих 12 милијарди година, те таласне дужине су се такође продужиле. Аутори нове студије процијенили су да се таласна дужина неутралног водоника протезала на око 2 метра - и то је сигнал којим су претраживали небо због коришћења МВА.
Проблем је што постоје многи извори (и од човека и небески) који зраче истом таласном дужином.
"Сви ови други извори су многоструко већи од сигнала који покушавамо да откријемо", рекао је Побер. "Чак је и ФМ радио сигнал који се одбија од авиона за случај да пролази изнад телескопа довољан да контаминира податке."
Тако су Побер и његове колеге написали низ једначина како би идентификовали и одстранили та контаминанта у својим запажањима. Након што су снимили више од 1.200 снимака неба радио-таласа, истраживачи су утврдили да сваки траг 2-метарске емисије који су пронашли долази негде другде од неутралног водоника који су тражили.
Док цењени атомски сигнал остаје неоткривен, ново истраживање успева да сузи оно што би будуће претраге за неутралним водоником требало да изгледају. Према истраживачима, ови резултати потврђују да МВА експерименти воде овај лов на прави пут. Даљњим истраживањима, последњи мошти космичког мрачног доба ускоро би могли да буду откривени.
