Астрономи змогли «засікти» світло первородних зірок

Астрономи вперше за усю історію спостережень і досліджень змогли виявити довгоочікуваний слід перших зірок. Вони виявили відбиток сигналу, який був залишений на фоновому радіоактивному випромінюванні водню, поглинувши первородне світло нашого всесвіту. Це дослідження було опубліковане днями на сторінці міжнародного наукового журналу «Nature».

Дослідження описує початок формування перших зірок десь 13,7 млрд років після Великого Вибуху. Всесвіт був темним, розпеченим і повним високозаряженних частинок. У такому середовищі фотони не могли існувати і тільки через 380 000 років, коли Всесвіт зміг трохи охолонути, з’явилося перше світло.

Виявлене доводить, що газ, який становив ранній Всесвіт, був холоднішим, ніж передбачалося раніше. Це, на думку фізиків, є можливою ознакою впливу темної матерії. Якщо це підтвердиться, то відкриття буде означати, що вчені вперше змогли виявити темну матерію за допомогою чогось іншого, а не тільки за допомогою гравітаційного поля. І саме в момент, коли Всесвіт почав остигати, з’явився космічний мікрохвильовий фон. Це первинна космічна радіація, спираючись на яку дослідники запланували дізнатися більше про зародження зірок на ранніх етапах формування Всесвіту.

Вчені припустили, що за інтенсивністю космічного мікрохвильового фону вони зможуть побачити початок формування зірки. А саме: при зародженні зірки відбувається нагрів водню, що тягне за собою зниження інтенсивності цього самого фону. Телескопами це, на жаль, не запеленгувати, тому дослідники звернулися до радіосигналів. І за допомогою невеликої антени вчені взялися за справу.

Робота була дуже важкою, оскільки засміченість радіосигналів на нашій планеті дуже велика. Антену вчені з Університету штату Арізона й Массачусетського технологічного інституту розташували в австралійській пустелі, щоб максимально дистанціюватися від шумів у радіосигналах, вироблених людством. І робота дала результат: вже у 2016 році дослідники отримали перші дані, що свідчили про зародження перших зірок через 180 млн років після виникнення Великого Вибуху. Команда більше року фіксувала зміну первинного радіаційного фону, підтверджуючи свою теорію. Вони міняли положення антени, калібрування інструментів і все одно отримували з разу в раз той самий сигнал. І на практиці він виявився в два рази інтенсивніший, ніж передбачалося. Що й дало привід припустити, що газоподібний водень раннього всесвіту був набагато холодніший, ніж вважалося раніше. В іншій доповіді, опублікованій також на днях на сторінці міжнародного наукового журналу «Nature», дослідник Тель-Авівського університету Ренна Баркана стверджує, що існування темної матерії може пояснити більш холодну природу Всесвіту. «Якщо ця ідея підтвердиться, тоді виходить, що ми дізналися щось нове й фундаментальне щодо таємничої темної матерії, що складає 85 відсотків усієї матерії у Всесвіті. Це забезпечить деяке уявлення фізики за межами стандартної моделі» – сказав Джадд Боумен, провідний спеціаліст першого дослідження.

Ці результати усе ж повинні бути підтверджені окремими експериментами. Але вже зараз дослідники впевнені, що при підтвердженні їх відкриття дві Нобелівські премії у них вже в кишені.