מזמן, מיליוני שנים לפני שהכוכב הראשון התעורר לחיים, היקום כולו היה ים של חושך.
החל כ -400,000 שנה אחרי המפץ הגדול ונמשך מאות מיליוני שנים, העידן האפל הזה של היקום סימן את הפעם האחרונה שבה המרחב הריק באמת היה ריק; בלי כוכבי לכת, בלי שמשות, בלי גלקסיות, בלי חיים - סתם ערפל של אטומי מימן שזייף המפץ הגדול והושאר לשקוע בחשכה.
כיום מנסים טלסקופים ברחבי העולם להשיג הצצה למימן הקדום הזה (המכונה מימן נייטרלי) על מנת לאתר את הרגע בו הסתיים סוף סוף העידן האפל והגלקסיות הראשונות נוצרו. בעוד אותם אטומים קדומים נותרו חמקמקים, יתכן כי צוות חוקרים במוצא האוסטרלי התקרב למצוא אותם מאי פעם.
על פי המחקר החדש שפורסם במאגר ההדפסים המקדימים arXiv ובקרוב הופיע בכתב העת Astrophysical, אסטרונומים השתמשו בטלסקופ הרדיו Murchison Widefield Array (MWA) כדי להציץ לעומק העבר הקוסמי בחיפוש אחר אורך הגל החתום של מימן נייטרלי. הם לא מצאו את מה שהם חיפשו - עם זאת, באמצעות הגדרות חדשות במערך המעודכן לאחרונה של הטלסקופ, הצוות קבע את הגבול הנמוך ביותר אי פעם לעוצמת האות הנייטרלית של מימן.
"אנו יכולים לומר בביטחון שאם אות המימן הנייטרלי היה חזק יותר מהמגבלה שקבענו בעיתון, אז הטלסקופ היה מגלה זאת," אמר מחבר המחקר ג'ונתן פונט, עוזר פרופסור לפיזיקה באוניברסיטת בראון באוניברסיטת בראון. רוד איילנד. המשמעות היא שהמצוד אחר מולקולות עתיקות אלה עדיין נמשך, וכעת החוקרים יודעים כי עקבותיו של המימן הנייטרלי אפילו יותר מהצפוי.
האטומים הראשונים
האנרגיה שעבדה ביקום המוקדם הייתה כה חזקה עד כי כל אטום נקרע מהאלקטרונים שלו והעניק להם מטען חיובי. הראשון מבין האטומים הללו היה יון המימן בעל הטעינה החיובית. במשך מאות אלפי שנים היקום התקרר והתרחב דיו כדי שיוני המימן הללו יוכלו להחזיר את האלקטרונים שלהם, והפכו להיות ניטרליים שוב. אטומי המימן הנייטרליים הללו, ככל הנראה, הם התכונה הדומיננטית בעידן האפל הקוסמי. (בסופו של דבר, כאשר מספיק מהם התכווצו זה לזה כדי ליצור את הכוכבים הראשונים, האטומים שוב יוננו על ידי אנרגיה שהוקרנה מאותם כוכבים.)
מדענים יודעים שמימן ניטרלי פולט קרינה באורך גל של 21 סנטימטרים - עם זאת, ככל שהיקום התפשט במהלך 12 מיליארד השנים האחרונות, אורכי הגל הללו נמתחו גם הם. מחברי המחקר החדש העריכו כי אורך הגל המימני של המימן הנייטרלי התמתח לכ -2 מטרים - וזה האות שהם חיפשו בשמים עבור השימוש ב- MWA.
הבעיה היא שיש הרבה מקורות (גם מעשה ידי אדם וגם שמימיים) שמקרינים באותו אורך גל.
"כל המקורות האחרים הללו הם סדרי גודל רבים חזקים יותר מהאות שאנו מנסים לאתר," אמר פובר. "מספיק אפילו רדיו FM שמשתקף ממטוס שבמקרה עובר מעל הטלסקופ כדי לזהם את הנתונים."
אז, פובר ועמיתיו כתבו חבילה של משוואות כדי לזהות ולהשמיד את המזהמים הללו בתצפיות שלהם. לאחר שצילמו למעלה מ -1,200 תמונות גל של רדיו בשמיים, החוקרים קבעו כי כל זכר לפליטות של 2 מטר שהם מצאו הגיע ממקום אחר מלבד המימן הנייטרלי שחיפשו.
בעוד שהאות האטומי המוערך נותר בלתי מגלה, המחקר החדש מצליח לצמצם כיצד נראית חיפושים אחר מימן נייטרלי. לדברי החוקרים, תוצאות אלה מהוות מקרה חזק כי ניסויי ה- MWA מובילים את הציד הזה בדרך הנכונה. עם מחקר נוסף ניתן היה להציג את השרידים האחרונים של התקופות האפלה הקוסמית.
