Wykryto sygnały z gwiazd, które narodziły się zaledwie 180 milionów lat po Wielkim Wybuchu.
Jakie były te pierwsze gwiazdy, jak i kiedy powstały? Jak wpłynęły na resztę wszechświata? Są to pytania, które astronomowie i astrofizycy rozważali przez lata.
Uważa się, że dawno temu, około 400 000 lat po Wielkim Wybuchu, wszechświat był ciemny. Nie było gwiazd ani galaktyk, a przestrzeń była wypełniona obojętnym wodorem. Następnie, w ciągu następnych 50-100 milionów lat, grawitacja powoli zbierała gęste chmury gazu, które w końcu zaczęły się zapadać i tworzyć gwiazdy. Ale teraz wygląda na to, że historia będzie musiała zostać przepisana.
W nowym badaniu, opublikowanym w czasopiśmie Nature, międzynarodowy zespół naukowców donosi o wykryciu sygnałów z gwiazd, które narodziły się zaledwie 180 milionów lat po Wielkim Wybuchu.
„Odkrycie, do którego dążymy od 12 lat, było wielkim przełomem technicznym. Mała antena radiowa na pustyni widziała dalej niż najpotężniejsze teleskopy kosmiczne, otwierając przed nami nowe okno na wczesny wszechświat. W badaniu musieliśmy oddzielić szum od prawdziwego sygnału, który w niektórych przypadkach był tysiąc razy słabszy niż zakłócenia. To tak, jakby próbować usłyszeć odgłos trzepoczącego kolibra w środku huraganu”- mówi Peter Kurczyński, badacz z National Science Foundation, który wziął udział w badaniu.
Zakłada się, że pierwsze gwiazdy były masywne i bardzo szybko umarły. Chociaż emitowały dużo światła ultrafioletowego, są zbyt słabe dla obecnych teleskopów, takich jak Hubble. Jednak astronomowie zasugerowali, że te pierworodne mogą być pośrednio wskazywane przez spadki kosmicznego promieniowania tła - poświatę Wielkiego Wybuchu, która miała miejsce 13,8 miliarda lat temu. Te spadki tworzą wyraźny sygnał radiowy związany z pochłanianiem promieniowania tła przez gazowy wodór.
Zaktualizowana oś czasu Wszechświata przedstawiająca gwiazdy urodzone 180 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Źródło: NRFuller, National Science Foundation.
Aby znaleźć sygnatury pierwszych gwiazd we Wszechświecie, zespół wykorzystał naziemny spektrometr radiowy znajdujący się w Murchison Radio Astronomy Observatory w Australii Zachodniej. Po roku kalibracji detektora naukowcy znaleźli to, czego szukali. Wykryli sygnał o częstotliwości 78 MHz, który według teoretyków mieści się w zakresie związanym z formowaniem się gwiazd 180 milionów lat po narodzinach Wszechświata.
Film promocyjny:
Nieoczekiwane rezultaty
Wyniki przeprowadzonego eksperymentu potwierdzają teoretyczne założenia opisujące czas narodzin pierwszych gwiazd i ich główne właściwości, ale rodzą nowe pytania.
Badania wykazały, że gaz we Wszechświecie był znacznie zimniejszy niż oczekiwano - około -270 stopni Celsjusza. Sugeruje to, że albo astrofizycy tracą coś znaczącego, albo może to być pierwszy dowód na niestandardową fizykę, w szczególności na interakcję barionów (normalnej materii) z ciemną materią w młodym wszechświecie.
„Być może dowiedzieliśmy się czegoś nowego i fundamentalnego o tajemniczej ciemnej materii, która stanowi 85 procent całej materii we Wszechświecie, i po raz pierwszy spojrzeliśmy na fizykę wykraczającą poza standardowy model” - podsumował Judd Bowman, główny autor badania na Arizona State University. USA).
Roman Zacharow