Τα επακόλουθα της Μεγάλης Έκρηξης-η στιγμή που το σύμπαν μας εξερράγη πριν από 13, 8 δισεκατομμύρια χρόνια- ήταν λίγο αντικλιμακτικός.
Μετά από όλα τα hullabaloo, το σύμπαν ήταν κρύο και σκοτεινό για αρκετό καιρό, γεμάτο ακτινοβολία και σύννεφα αερίου υδρογόνου. Τα αστέρια δεν εμφανίστηκαν μέχρι εκατομμύρια χρόνια αργότερα, μια στιγμή που ονομάζεται Cosmic Dawn. Τώρα, αναφέρει η Hannah Devlin στο The Guardian, οι ερευνητές ανίχνευσαν τα σήματα από αυτά που πιστεύουν ότι είναι αυτά τα πρώτα αστέρια. Αν το εύρημα επιβεβαιωθεί, θα μπορούσε να δώσει στους επιστήμονες μια ματιά στην αρχαία προέλευση του σύμπαντος.
Όπως αναφέρει η Sarah Kaplan στο The Washington Post, το φως από αυτά τα αστέρια είναι πάρα πολύ αμυδρή για να βλέπουν τα τηλεσκόπια. Αλλά οι επιστήμονες πρότειναν ότι όταν τα πρώτα αστέρια θα ξυπνήσουν, οι στροφές φωτός θα αλληλεπιδρούν με την υπόλοιπη ακτινοβολία από το Big Bang, αφήνοντας ένα ανεξίτηλο σημάδι. Και το 1999, οι αστροφυσικοί πρότειναν ότι αυτό το πολύ αμυδρικό σήμα θα μπορούσε να είναι ανιχνεύσιμο. Μελετώντας προσεκτικά αυτή την ακτινοβολία υποβάθρου, γνωστή ως Cosmic Microwave Background (CMB), πίστευαν ότι θα μπορούσαν να βρουν μια εμβάπτιση στο φάσμα από την πρώιμη φλεγμονή του φωτός.
Η εύρεση αυτού του σήματος, ωστόσο, δεν ήταν απλή δουλειά. Προβλεπόταν ότι θα βρεθούν στο κέντρο των ραδιοκυμάτων FM, πράγμα που σημαίνει ότι οι επίγεια εκπομπές και άλλα φυσικά σήματα θα μπορούσαν εύκολα να κατακλύσουν την εξασθενημένη βουτιά. Σύμφωνα με ένα δελτίο τύπου, προκειμένου να μειωθεί η ακαταστασία, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν την EDGES (Experiment to Detect Global EoR Signature), μια μικρή, πολύ ακριβή κεραία σε τραπέζι που βρίσκεται στη Δυτική Αυστραλία.
Στην ουσία, η κεραία τσακίζει τα διαθέσιμα δεδομένα ραδιοφώνου, τα οποία οι ερευνητές μπορούν στη συνέχεια προσεκτικά να κοσκινίσουν. Όπως αναφέρει ο Kaplan, ο Peter Kurczynski, ένας διευθυντής προγράμματος για το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών, παρομοιάζει τη διαδικασία με την ενεργοποίηση όλων των ραδιοφωνικών σταθμών εκτός από έναν και στη συνέχεια ψάχνει για το σταθμό που λείπει. "Η ομάδα πρέπει να πάρει ραδιοκύματα και στη συνέχεια να αναζητήσει ένα σήμα που είναι περίπου 0, 01% του μολυσματικού ραδιοφωνικού θορύβου που προέρχεται από το δικό μας γαλαξία", λέει ο Άντριου Πόντεν, κοσμολόγος στο University College του Λονδίνου. "Είναι έδαφος βελόνας-σε-haystack."
(NR Fuller / Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών) Μετά την αποχαιρετισμό δυνατών και στενών σημάτων, η ομάδα όντως βρήκε αυτό που έψαχναν - μια βουτιά στο μήκος κύματος που πρότεινε ότι η Κοσμική Αυγή συνέβη περίπου 180 εκατομμύρια χρόνια μετά την Μεγάλη Έκρηξη. Για δύο χρόνια, επεδίωξαν εναλλακτικές εξηγήσεις και επανατοποθετούσαν την κεραία EDGES για να ελέγξουν την ακρίβεια της μέτρησης τους. Αλλά έφτασαν στο ίδιο συμπέρασμα: Βλέποντας σήματα από τα πρώτα twinkles στο σύμπαν μας. Δημοσίευσαν το εύρημα τους αυτήν την εβδομάδα στο περιοδικό Nature .
Ο επικεφαλής συγγραφέας Judd Bowman, αστροφυσικός στο κρατικό πανεπιστήμιο της Αριζόνα, λέει στο Kaplan ότι αυτά τα πρώιμα αστέρια ήταν αρκετά διαφορετικά από τον ήλιο και άλλα σύγχρονα αστέρια. Τα αστέρια ήταν μπλε και έκαψαν γρήγορα, αποτελούμενα από τα μόνα στοιχεία του πρώιμου σύμπαντος-ηλίου και υδρογόνου. Τελικά, τα αστέρια εξερράγησαν και δημιούργησαν βαρύτερα στοιχεία όπως το οξυγόνο και ο άνθρακας, τα απαραίτητα συστατικά για τη ζωή. "Αυτά τα αστέρια έκαναν τους σπόρους για όλα όσα προέκυψαν από αυτά", λέει. "Είναι σαν το λίπασμα στο πεδίο, κατά κάποιο τρόπο. Δεν μπορείτε να καλλιεργήσετε τις καλλιέργειες χωρίς να βάζετε τα κατάλληλα συστατικά στο μείγμα. Αυτό έκανε αυτά τα αστέρια. "
Η εμβάπτιση σήματος ήταν πολύ διαφορετική από ότι οι ερευνητές προέβλεπαν. Στην πραγματικότητα, ήταν διπλάσιο από τα μοντέλα που προτάθηκαν. Αυτό που σημαίνει, εξηγεί ο Ντέβλιν, είναι ότι το αρχέγονο υδρογόνο απορροφά διπλάσια ακτινοβολία από την προβλεπόμενη και το πρώιμο σύμπαν ήταν πιθανότερο να είναι ακόμη πιο κρύο από ό, τι πίστευε, περίπου -454 Φαρενάιτ.
Για βοήθεια για την ερμηνεία του εύρους, συμβουλεύθηκαν τον αστροφυσικό Rennan Barkana του Πανεπιστημίου του Τελ Αβίβ. Σε μια συνοδευτική μελέτη, υποστηρίζει ότι η ασυμφωνία μπορεί να εξηγηθεί από τη σκοτεινή ύλη, έναν θεωρητικό τύπο ύλης που βοηθάει να εξηγεί τις παρατηρήσεις μας για το σύμπαν. Ο Barkana υποστηρίζει ότι οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ της σκοτεινής ύλης και της κανονικής ύλης μπορούν να εξηγήσουν την υπογραφή του ραδιοφώνου.
Ο αστρονόμος του Χάρβαρντ Lincoln Greenhill, σε μια ανάλυση για τη φύση, προειδοποιεί ότι το εύρημα χρειάζεται περαιτέρω επιβεβαίωση. Αλλά θα μπορούσε να έχει τεράστιες επιπτώσεις, επιτρέποντας στους αστρονόμους να χαρτογραφήσουν τη δομή 3D του σύμπαντος και να δώσουν νέες ιδέες σε αυτές τις πρώιμες σκοτεινές εποχές. Μπορεί ακόμη και να βοηθήσει τους ερευνητές να σπάσουν το μυστήριο της πραγματικής σκοτεινής ύλης.
