Megszólalt a kozmikus hajnal – az első csillagok nyomába eredtek Dél-Afrikából
A világ egyik legősibb és legizgalmasabb kérdésére közelebb kerültünk a válaszhoz: mikor és hogyan gyulladtak fel az első csillagok az univerzumban? Egy Dél-Afrikában működő kísérleti rádióantennarendszer, a REACH (Radio Experiment for the Analysis of Cosmic Hydrogen) először fogott olyan rádiójelet, amely a világegyetem legkorábbi korszakából, az úgynevezett „kozmikus hajnal” idejéből származik.
Ez az áttörés lehetővé teszi, hogy jobban megértsük a világegyetem sötét korszakát követő első fénypontokat – azt az időszakot, amikor az első csillagok és galaxisok megszülettek, és az addig homogén és láthatatlan kozmosz fokozatosan világossá vált.
A jel, amely 13 milliárd év távlatából érkezett
A REACH rendszer által érzékelt jel a 21 centiméteres rádióhullám, amely a semleges hidrogénatomokra jellemző. Ez az egyedi rádiójel a kozmikus háttérsugárzás egyik legértékesebb információforrása, mivel képes nyomot hagyni az univerzum legkorábbi időszakairól is – különösen azokról a korszakokról, amikor az első égitestek világítani kezdtek, és megindult az anyag szerkezetének átalakulása.
A 21 cm-es hullám különösen érzékenyen reagál a környezeti változásokra, például azokra a folyamatokra, amikor az első csillagok ultraibolya és röntgensugárzása elkezdte ionizálni a semleges gázt, vagyis elektromosan töltötté tenni az addig közömbös részecskéket. Ez a reionizációs korszak indította el a fény akadálytalan terjedését az univerzumban – gyakorlatilag ez tette lehetővé, hogy ma teleszkópjainkkal a csillagokra tekintsünk.
Nem olyanok voltak, mint a Nap – hanem sokkal nagyobbak és vadabbak
A REACH által begyűjtött spektrális adatokat a kutatók több különböző elméleti modell szerint elemezték. A vizsgálatok szerint az első csillagok nem hasonlítottak a mai, hosszú életű, stabil égitestekhez – például a Naphoz –, hanem óriási tömegűek, rövid életűek és rendkívül forrók lehettek. Ezek a „kozmikus óriások” hatalmas energiakibocsátásukkal alapvetően formálták át az ősi gázfelhőket, előkészítve a terepet a galaxisok, bolygók és később az élet megjelenéséhez.
A technológia határán – REACH és az SKA
Bár a mostani felfedezés már önmagában is mérföldkő, a kutatás még nem zárult le. A REACH rendszer jelenleg is fejlesztés alatt áll: a finomhangolás során újabb észlelések várhatók, amelyek megerősíthetik a mostani eredményeket, és segíthetnek pontosan rekonstruálni, mikor és hogyan kezdődött el a csillagok „korszaka”.
A projekt szoros kapcsolatban áll a hamarosan induló Square Kilometre Array (SKA) programmal is – ez minden idők legnagyobb rádióteleszkóp-hálózata lesz, amely Ausztrália és Dél-Afrika területén működik majd. Az SKA egyfajta kozmikus időkapszula lesz, amely részletes térképet készít a kozmikus hajnal térbeli és időbeli szerkezetéről.
Egy lépéssel közelebb a kozmikus eredettörténethez
A REACH első sikeres mérése új korszakot nyit az ősuniverzum kutatásában. A csillagok első fényeit tanulmányozva a kutatók nemcsak azt próbálják megérteni, hogy hogyan jöttek létre az első csillagrendszerek, hanem azt is, hogyan alakult ki az a világegyetem, amelyben ma élünk.
Az új felfedezés emlékeztet minket arra, hogy bár az univerzum évmilliárdokkal ezelőtt kezdte meg történetét, az első fények máig ott rezegnek a tér mélyén – és most először talán tényleg meghalljuk, mit mesélnek.
A legfrissebb tudományos cikkek
