Uzun zaman önce, ilk yıldız canlanmadan milyonlarca yıl önce, tüm evren bir karanlık deniziydi.
Büyük Patlama'dan yaklaşık 400.000 yıl sonra başlayıp yüz milyonlarca yıl süren bu evrenin karanlık çağı, boş alanın gerçekten boş olduğu son zaman oldu; gezegen yok, güneş yok, gökada yok, hayat yok - sadece Büyük Patlama tarafından dövülmüş ve karanlıkta patlamak için hidrojen atomlarının bir sisi.
Bugün, dünyanın dört bir yanındaki teleskoplar, karanlık çağların nihayet sona erdiği ve ilk galaksilerin oluştuğu anı belirlemek için bu birincil hidrojene (nötr hidrojen olarak bilinir) bir göz atmaya çalışıyor. Bu eski atomlar anlaşılması zor olsa da, Avustralya outback'teki bir araştırmacı ekibi onları bulmak için her zamankinden daha yakın olabilirdi.
Ön baskı veritabanı arXiv'de yayınlanan ve yakında Astrofizik Dergisi'nde yayınlanacak olan yeni çalışmaya göre, gökbilimciler nötr hidrojenin imza dalga boyunu bulmak için kozmik geçmişin derinliklerine bakmak için Murchison Widefield Array (MWA) radyo teleskopunu kullandılar. Aradıklarını bulamadılar - ancak teleskopun yakın zamanda güncellenen dizisindeki yeni ayarları kullanarak, nötr hidrojenin sinyal gücü için en düşük limiti belirledi.
Brown Üniversitesi'nde fizik profesörü yardımcı profesörü olan çalışma ortak yazarı Jonathan Pober, "Nötr hidrojen sinyali gazetede belirlediğimiz sınırdan daha güçlü olsaydı teleskopun onu tespit edeceğini güvenle söyleyebiliriz." Dedi. Rhode Adası. Bu, bu eski moleküller için avın hala devam ettiği ve şimdi araştırmacılar nötr hidrojenin ayak izlerinin beklenenden daha zayıf olduğunu biliyor.
İlk atomlar
Erken evrenden akan enerji o kadar güçlüydü ki, her atomun elektronları parçalanmıştı ve onlara pozitif bir yük verdi. Bu atomlardan ilki, pozitif yüklü hidrojen iyonuydu. Yüz binlerce yıldan fazla bir süre boyunca, evren bu hidrojen iyonlarının elektronlarını geri kazanmasına yetecek kadar soğudu ve genişledi ve bir kez daha nötr hale geldi. Bu nötr hidrojen atomlarının kozmik karanlık çağların baskın özelliği olduğuna inanılmaktadır. (Nihayetinde, ilk yıldızları oluşturmak için yeterli miktarda toplandıklarında, atomlar bu yıldızlardan yayılan enerji ile yeniden iyonize edildi.)
Bilim adamları, nötr hidrojenin 21 santimetre dalga boyunda radyasyon yaydığını biliyorlar - ancak, evren son 12 milyar yılda genişlediğinden, bu dalga boyları da gerildi. Yeni çalışmanın yazarları, nötr hidrojenin dalga boyunun yaklaşık 2 metreye kadar uzandığını tahmin etti - ve bu göklerde MWA'yı kullanmak için aradıkları sinyal.
Sorun şu ki, aynı dalga boyunda yayılan birçok kaynak (insan yapımı ve göksel) var.
Pober, "Bu diğer kaynakların tümü, tespit etmeye çalıştığımız sinyalden daha güçlü büyüklük sıralarıdır." Dedi. "Teleskopun üzerinden geçen bir uçaktan yansıyan bir FM radyo sinyali bile verileri kirletmek için yeterlidir."
Pober ve meslektaşları, gözlemlerinde bu kirleticileri tanımlamak ve ayıklamak için bir takım denklemler yazdılar. Araştırmacılar, gökyüzünün 1200'den fazla radyo dalgası anlık görüntüsünü aldıktan sonra, buldukları her 2 metrelik emisyon izinin aradıkları nötr hidrojen dışında bir yerden geldiğini belirlediler.
Değerli atomik sinyal keşfedilmemiş olsa da, yeni araştırma, gelecekte nötr hidrojen arayışının nasıl olması gerektiğini daraltmayı başarıyor. Araştırmacılara göre, bu sonuçlar MWA deneylerinin bu avı doğru yolda sürdürdüğünü güçlü bir şekilde ortaya koyuyor. Daha fazla araştırma ile kozmik karanlık çağların son kalıntıları yakında ortaya çıkarılabilir.
