Questa galassia molto, lontana è quella più lontana ancora trovata

Molto tempo fa, milioni di anni prima che la prima stella prendesse vita, l'intero universo era un mare di oscurità.

Iniziata circa 400.000 anni dopo il Big Bang (si apre in una nuova scheda) e durò centinaia di milioni di anni, questa cosiddetta età oscura (si apre in una nuova scheda) dell'universo segnò l'ultima volta in cui vuota Questa Rete era davvero vuota; niente pianeti, niente soli, niente galassie, niente vita solo una nebbia di atomi di idrogeno forgiata dal Big Bang e lasciata scivolare nell'oscurità.

Oggi, i telescopi di tutto il mondo stanno cercando di intravedere quell'idrogeno primordiale (si apre in una nuova scheda) (noto come idrogeno neutro) per individuare il momento in cui l'età oscura è finalmente finita e si sono formate le prime galassie. Sebbene quegli antichi atomi rimangano sfuggenti, un team di ricercatori nell'entroterra australiano (si apre in una nuova scheda) potrebbe essersi avvicinato alla loro ricerca come mai prima d'ora.

Secondo il nuovo studio pubblicato sul database di prestampa arXiv (si apre in una nuova scheda) e che presto apparirà sull'Astrophysical Journal, gli astronomi hanno utilizzato il radiotelescopio Murchison Widefield Array (MWA) per scrutare in profondità nel passato cosmico alla ricerca della firma dell'idrogeno neutro lunghezza d'onda. Non hanno trovato quello che stavano cercando, tuttavia, utilizzando le nuove impostazioni sull'array del telescopio recentemente aggiornato, il team ha determinato il limite più basso in assoluto per la potenza del segnale dell'idrogeno neutro.

"Possiamo dire con sicurezza che se il segnale di idrogeno neutro fosse stato più forte del limite che abbiamo fissato nell'articolo, il telescopio lo avrebbe rilevato", ha affermato il coautore dello studio Jonathan Pober, assistente professore di fisica alla Brown University di Rhode Island. Ciò significa che la caccia a queste antiche molecole è ancora in corso e ora i ricercatori sanno che le impronte dell'idrogeno neutro sono ancora più deboli del previsto.

I primi atomi

L'energia che scorreva attraverso l'universo primordiale era così forte che ogni atomo aveva i suoi elettroni strappati via, dando loro una carica positiva. Il primo di questi atomi (si apre in una nuova scheda) era lo ione idrogeno caricato positivamente. Nel corso di centinaia di migliaia di anni, l'universo si è raffreddato e si è espanso abbastanza da consentire a questi ioni idrogeno di riguadagnare i loro elettroni, diventando di nuovo neutrali. Si ritiene che questi atomi di idrogeno neutri siano la caratteristica dominante dei secoli bui cosmici. (Alla fine, quando un numero sufficiente di loro si è aggregato per formare le prime stelle, gli atomi sono stati nuovamente ionizzati dall'energia irradiata da quelle stelle.)

Gli scienziati sanno che l'idrogeno neutro emette radiazioni a una lunghezza d'onda di 21 centimetri, tuttavia, poiché l'universo si è espanso negli ultimi 12 miliardi di anni, anche quelle lunghezze d'onda si sono allungate. Gli autori del nuovo studio hanno stimato che la lunghezza d'onda dell'idrogeno neutro si è allungata a circa 2 metri e questo è il segnale che hanno cercato nei cieli per utilizzare l'MWA.

Il problema è che ci sono molte sorgenti (sia artificiali che celesti) che irradiano alla stessa lunghezza d'onda.

"Tutte queste altre fonti sono molti ordini di grandezza più forti del segnale che stiamo cercando di rilevare", ha detto Pober. "Anche un segnale radio FM riflesso da un aeroplano che passa sopra il telescopio è sufficiente per contaminare i dati".

Quindi, Pober e i suoi colleghi hanno scritto una suite di equazioni per identificare ed eliminare questi contaminanti nelle loro osservazioni. Dopo aver scattato più di 1.200 istantanee del cielo di onde radio (si apre in una nuova scheda), i ricercatori hanno determinato che ogni traccia di emissioni di 2 metri che hanno trovato proveniva da un luogo diverso dall'idrogeno neutro che stavano cercando.

Mentre il prezioso segnale atomico rimane sconosciuto, la nuova ricerca riesce a restringere il campo di come dovrebbero essere le future ricerche di idrogeno neutro. Secondo i ricercatori, questi risultati dimostrano che gli esperimenti MWA stanno conducendo questa caccia sulla strada giusta. Con ulteriori ricerche, le ultime reliquie dei secoli bui cosmici potrebbero presto essere portate alla luce.

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Originariamente pubblicato su Live Science .

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