Астрономи от Манчестърския университет и Университета на Западен Кейп регистрираха слаб радиосигнал от неутрален водород, пътувал към Земята в продължение на 5 милиарда години.

За целта изследователите са използвали южноафриканския радиотелескоп MeerKAT, а резултатите от проучването са публикувани в научното списание The Astrophysical Journal Letters.

Екипът е приложил метод, известен като картографиране на интензитета на водорода

Неутралният водород излъчва радиовълни с дължина 21 сантиметра. Поради постоянното разширяване на Вселената обаче тази вълна се разтяга и наземните инструменти приемат сигнала на по-ниски честоти.

Този подход позволява на учените да не търсят всяка галактика поотделно, а да събират общия сигнал от множество неразличими галактики в огромни участъци от пространството, създавайки триизмерна карта на космическите структури.

Досега астрономите можеха да потвърдят наличието на такъв сигнал от големи разстояния само чрез комбиниране на радиоданни с оптични наблюдения на небето.

Сега обаче авторите на изследването са успели да изолират сигнала от водород, използвайки единствено радиоизмерванията от MeerKAT.

Водещият автор, Сурабх Пол, обяснява, че сигналът е изключително слаб. Това е наложило прецизно почистване на данните от инструментален шум, земни радиосмущения и фоново излъчване от други космически източници.

На предоставеното радиоизображение се вижда участък от небето, наблюдаван с телескопа MeerKAT

Ярките точки представляват радиоизлъчващи галактики и други компактни обекти, чието излъчване е значително по-интензивно от слабия водороден сигнал, който екипът се е опитал да улови.

За анализа са обработени 96 часа наблюдения, проведени от радиотелескопа през 2018 г.

Професор Марио Сантос, съавтор на изследването, отбелязва, че тези данни са събрани в самото начало на научната експлоатация на MeerKAT.

Астрономите са регистрирали радиосигнала за две епохи от космическата история, съответстващи на червено отместване z ≈ 0,32 и z ≈ 0,44. В тези периоди Вселената е била съответно с четири и пет милиарда години по-млада от днес.

Получените измервания разкриват разпределението на неутралния водород в мащаби от няколко милиона светлинни години. Това е сравнимо с разстоянието от Млечния път до съседната галактика Андромеда.

Съавторът Джаотин Чен подчертава, че неутралният водород е основният градивен материал за формирането и еволюцията на звездните системи.

Новият метод помага за изучаване на разпределението на скритата маса и за проверка на теориите за това как тъмната материя формира мащабната космическа мрежа.

Телескопът MeerKAT е технологичен предшественик на гигантската международна радиообсерватория SKA (Square Kilometre Array).

Професор Лора Волц, също съавтор на проучването, добавя, че картографирането на интензитета на водорода ще бъде една от основните научни програми на бъдещия комплекс.

Учените планират да увеличат времето за наблюдение и да обхванат още по-големи области от небето.