Radio signal iz vodika udaljenog nekoliko milijardi svjetlosnih godina uhvaćen je bez pomoći optičkih promatranja, što otvara potpuno novi put za kartiranje kozmičke strukture.
Astronomi sa Sveučilišta u Manchesteru i Sveučilišta Western Cape izravno su detektirali iznimno slabašan radio signal neutralnog vodika iz vremena kada je svemir bio nekoliko milijardi godina mlađi. Mjerenja su provedena s južnoafričkim teleskopom MeerKAT, a rezultati su objavljeni u časopisu The Astrophysical Journal Letters. Tehnika poznata kao mapiranje intenziteta vodika omogućuje proučavanje golemih kozmičkih prostranstava bez detektiranja pojedinačnih galaksija, što je dosad bio standardni pristup.
Signal iz dubina svemira
Neutralni vodik emitira slab radio signal poznat kao linija od 21 centimetra. Kako se svemir širi, taj se signal rasteže na dulje valne duljine, što omogućuje promatranje vodika u različitim razdobljima kozmičke povijesti. Umjesto da bilježe galaksije jednu po jednu, istraživači su izmjerili kombiniranu radio emisiju brojnih nerazlučenih galaksija. Analizirano je oko 96 sati promatranja iz 2018. godine, kada je MeerKAT tek započeo znanstveni rad.
Signal je detektiran iz dva razdoblja kozmičke povijesti, a emisije su putovale između četiri i pet milijardi godina prije nego što su stigle do Zemlje. Mjerenja prate vodik na skalama od nekoliko milijuna svjetlosnih godina, što je usporedivo s udaljenošću između Mliječne staze i galaksije Andromeda.
Dr. Sourabh Paul, vodeći autor studije, ističe da je detekcija izravno s MeerKAT-om dokazala da tehnika postaje praktičan alat za kozmologiju. “Signal je iznimno slab i teško ga je izolirati od pozadinske emisije, ljudskih radio smetnji i instrumentalnih učinaka”, objasnio je Paul.
Što to znači za budućnost
Dosadašnja pouzdana mjerenja ovog signala na takvim udaljenostima zahtijevala su kombinaciju radio promatranja s optičkim pregledima galaksija. Ova studija pokazala je da je izravna detekcija moguća isključivo radio promatranjima, što dramatično povećava učinkovitost istraživanja golemih kozmičkih prostranstava.
Postavlja se pitanje zašto su ovakva istraživanja u Hrvatskoj gotovo potpuno nevidljiva javnosti. Dok svjetski znanstveni timovi razvijaju alate za razumijevanje temeljne građe svemira, domaća znanstvena zajednica i mediji uglavnom se bave temama koje nemaju dalekosežni značaj. Ulaganje u znanost i tehnologiju nije luksuz već strateški interes svake države koja želi sudjelovati u oblikovanju budućnosti.
Detekcija ima izravne implikacije za buduće kozmološke preglede. Mapiranje intenziteta vodika trebalo bi postati glavni znanstveni pokretač za opservatorij Square Kilometer Array (SKAO), čiji je MeerKAT preteča. Profesorica Laura Wolz sa Sveučilišta u Manchesteru naglašava da činjenica da je signal izvučen iz podataka koji nisu bili dizajnirani za ovu svrhu pokazuje ogromnu znanstvenu vrijednost prikupljenih podataka.
Neutralni vodik ključan je za razumijevanje formiranja i evolucije galaksija. Intenzitetno mapiranje omogućuje mjerenje kolektivnog signala iz velikih kozmičkih volumena, što otvara novi pogled na raspodjelu materije i ulogu tamne tvari u oblikovanju kozmičke mreže. Buduća promatranja koja će pokriti veća područja neba uz dulja vremena snimanja omogućit će još detaljnije karte vodika i dublje razumijevanje evolucije svemira.