Zespół naukowców pod kierownictwem Sourabha Paula wykorzystał południowoafrykański radioteleskop MeerKAT do wykrycia niezwykle słabego sygnału neutralnego wodoru sprzed miliardów lat. Zamiast szukać pojedynczych galaktyk, badacze zmierzyli zbiorowy blask gazu. To ogromne osiągnięcie ułatwi tworzenie trójwymiarowych map Wszechświata bez konieczności wspierania się teleskopami optycznymi.
Jak radioteleskop MeerKAT uchwycił radiowy blask wodoru w kosmosie
Badacze przeanalizowali dane zebrane przez 64 anteny radioteleskopu umieszczonego w Republice Południowej Afryki. Wyłapany sygnał podróżował do Ziemi przez 4 do 5 mld lat. Po raz pierwszy w historii badaczom udało się go wykryć na tak wielkich odległościach wyłącznie za pomocą obserwacji radiowych. Zespół badawczy opracował 96 godzin obserwacji wykonanych w 2018 roku, a wyniki opublikowano we wrześniu 2026 roku. Z ustaleń naukowców wynika, że neutralny wodór jest kluczowym składnikiem do zrozumienia procesów takich jak ewolucja galaktyk i formowanie się struktur kosmicznych.
Zastosowanie nowej metody do zbadania niewidzialnego szkieletu Wszechświata
Technika hydrogen intensity mapping opiera się na innym podejściu do analizy. Metoda ta przypomina fotografowanie poświaty świateł całej aglomeracji z góry, zamiast zaznaczania na mapie każdego budynku. Badanie bazowało na sumowaniu emisji ogromnej liczby atomów wodoru na fali o długości 21 cm i częstotliwości 1420 MHz. Dzięki temu tysiące słabych źródeł z przestrzeni kosmicznych traktuje się jako jeden zbiorowy sygnał. Pozwala to na zlokalizowanie neutralnego gazu.
Wyzwania techniczne podczas analizy fal radiowych zebranych przez MeerKAT
Aby uzyskać wyniki, badacze musieli odfiltrować zakłócenia pochodzące z naszej Galaktyki, lokalnych ludzkich transmisji radiowych oraz szumów generowanych przez elektronikę instrumentu badawczego. Sygnał wykryto w przedziałach przesunięcia ku czerwieni wynoszących z = 0,32 oraz z = 0,44. Z opublikowanych danych wynika, że przy zachowawczej analizie osiągnięto poziom detekcji 3,2 i 3,5 sigma. Zastosowanie agresywnej metody filtrowania szumów pozwoliło zwiększyć poziom istotności statystycznej do 5,9 oraz ponad 9 sigma.
Znaczenie afrykańskich obserwacji dla tworzenia trójwymiarowej mapy Wszechświata
Rozszerzanie się Wszechświata powoduje przesuwanie się fali w stronę dłuższych wartości. Zjawisko to pozwala traktować częstotliwość fal radiowych jako trzeci wymiar w mapowaniu przestrzeni. Pomiary z Republiki Południowej Afryki umożliwiły określenie parametru znanego jako widmo mocy. Jest to statystyczny opis zmian w rozkładzie wodoru w przestrzeniach liczonych w megaparsekach (milionach lat świetlnych). Opisana technika przyspieszy tworzenie trójwymiarowych map oraz badanie rozkładu materii, który został ukształtowany przez siły grawitacji. W ten sposób badana jest trójwymiarowa struktura kosmosu oraz kosmiczna sieć.
Powyższy tekst ma charakter informacyjny i edukacyjny oraz opiera się na opublikowanych wynikach badań astronomicznych, które są aktualne na dzień 20 września 2026 roku. Dalsze gromadzenie i analizowanie danych z radioteleskopów może przynieść w przyszłości kolejne informacje dotyczące rozmieszczenia materii w kosmosie.