Cum au apărut stelele și galaxiile? Primele observații ale telescopului HERA oferă o înțelegere mai profundă

De-a lungul istoriei, oamenii au încercat să descopere cum au fost create stelele, ce sunt ele și cum au apărut. Acum, cu noile rezultate obținute de Hydrogen Epoch of Reionization Array (HERA), un radiotelescop amplasat în Rezervația astronomică South Africa Karoo, oamenii de știință de la MIT sunt cu un pas mai aproape de înțelegerea acestei probleme.

Cercetătorii de la HERA caută cele mai timpurii semne de formare a stelelor și structura galaxiilor. Mai exact, oamenii de știință încearcă să înțeleagă ce s-a întâmplat în timpul unei perioade numite „zorii cosmici”, care a avut loc la aproximativ 400 de milioane de ani după Big Bang.

În toamna anului 2021, cercetătorii MIT au finalizat rezultatele mult așteptate, colectate și analizate pe parcursul a patru ani, în primele etape de construcție a telescopului.

Studiul lor, publicat în The Astrophysical Journal, prezintă noi limite superioare ale semnalelor radio provenite de la hidrogenul cosmic, care indică formarea timpurie a stelelor și oferă oamenilor de știință o imagine mai clară a momentului în care s-au format primele stele și galaxii. Aceste descoperiri restrâng modelele teoretice care emit ipoteze cu privire la originile zorilor cosmici.

HERA se află încă în faza de construcție

Descoperirile HERA sunt semnificative deoarece au fost colectate într-un stadiu atât de timpuriu al dezvoltării HERA. Telescopul, care funcționează ca o rețea de antene radio, se află în prezent la doar o fracțiune din dimensiunea sa finală.

Astfel, datele au fost colectate de la doar 39 din cele 52 de antene instalate pe HERA. În forma sa completă, va avea în total 350 de antene. Odată ce va fi complet construit, HERA va fi suficient de sensibil pentru a colecta seturi de date și informații și mai mari de la o distanță mai mare.

HERA utilizează unde radio de joasă frecvență pentru a identifica semnale care nu sunt ușor de observat. Acest lucru este diferit față de alte telescoape, cum ar fi Telescopul Spațial Hubble, care observă structuri precum galaxiile care reprezintă doar 5 la sută din materia observabilă din spațiu. Celelalte 95 la sută din materie reprezintă ceea ce se află între galaxii, inclusiv hidrogenul de joasă densitate.

Cu ajutorul HERA, oamenii de știință pot observa ce se întâmplă între galaxii și pot folosi aceste informații pentru a deduce ce fac galaxiile pe care noi nu le putem observa și cum influențează formarea galaxiilor spațiul din jurul lor.

Oamenii de știință caută „semnalul spin flip”

Pentru a înțelege această perioadă din istoria universului, oamenii de știință caută „semnalul spin flip”. Acest semnal radio provine de la materialul intergalactic dintre galaxii și este produs de emisia sau absorbția atomilor de hidrogen degajată prin această tranziție, potrivit Phys.org.

Semnalul are două semnături, sau procese, care pot fi captate. Semnalul este mai întâi modificat atunci când stelele încălzesc hidrogenul gazos. A doua parte, care este ceea ce HERA a căutat până acum, este dispariția semnalului,  care se întâmplă atunci când hidrogenul este ionizat de energia produsă de formarea suplimentară a stelelor. Această semnătură indică faptul că au fost create stele.

Semnalul nu a fost încă detectat definitiv. Cu toate acestea, noile rezultate de la HERA oferă date numeroase despre natura semnalului de spin flip din perioada în care universul avea 500 de milioane de ani.

HERA va avea 350 de antene

Cu aceste rezultate, echipa HERA a reușit să furnizeze dovezi care să excludă mai multe teorii posibile despre formarea galaxiilor. În special, datele arată că trebuie să fi existat un mecanism de încălzire a hidrogenului din spațiu, ceea ce înseamnă că galaxiile trebuie să aibă găuri negre.

HERA va funcționa la 350 de antene, cu un nou design de antenă care va permite telescopului să capteze unde radio de frecvență mai joasă.

Noul design al antenelor, de la Universitatea Cambridge, ar trebui să fie instalat la începutul anului 2022 și va crește în mod dramatic gama de informații pe care le pot obține.

Vă recomandăm să mai citiți și

Siturile de patrimoniu din Africa, amenințate de schimbările climatice

Oamenii de știință propun o misiune spre Marte alimentată de un laser gigantic de pe Pământ

Cea mai mare rachetă asamblată vreodată aparține SpaceX. Un braț robotic gigant a montat-o

Cercetătorii au descoperit primul dinozaur care ar fi suferit de o infecție respiratorie