Rádiójelekből olvassuk a múltat
Egy nemzetközi kutatócsoport, a Cambridge-i Egyetem vezetésével kimutatta, hogy a legelső csillagok tömegéről a hidrogénatomok által kibocsátott, speciális rádiójel – az úgynevezett 21 centiméteres jel – elemzése révén tudhatunk meg többet. Ez a jel a világegyetem születése után mintegy százmillió évvel keletkezett, amikor a hidrogén kitöltötte az első fényforrások közötti térségeket.
Az első csillagok és a belőlük keletkezett maradványok jelentős hatással voltak erre a rádiójelre, ezért a kutatók szerint a jövő rádiótávcsövei – mint a REACH (Radio Experiment for the Analysis of Cosmic Hydrogen) és a Négyzetkilométeres Hálózat (Square Kilometer Array, SKA) – nélkülözhetetlenek lesznek az univerzum őskorának megértésében, illetve abban, hogy feltárjuk, miként vált az egykori, főként hidrogénből álló, homogén univerzum a mai, bonyolult szerkezetű világegyetemmé.
Fény születése: a csillagok tömegére utaló finom nyomok
A kutatás fókuszában a 13 milliárd évvel ezelőtt kibocsátott, rendkívül halvány 21 cm-es jel áll, amelyet az első csillagok és fekete lyukak sugárzása formált. A REACH nevű kísérlet, amely jelenleg kalibrálás alatt áll, hamarosan részletes adatokkal szolgálhat az univerzum kezdeti korszakáról. Eközben az épülő Négyzetkilométeres Hálózat több ezer antennából álló hálózata a kozmikus rádiójelek változásait fogja feltérképezni hatalmas égterületeken.
Az első csillagok – a szaknyelvben III. populációs csillagok (Population III stars) – tömegének, fényességének és eloszlásának kutatása eddig ismeretlen összefüggéseket tár fel. A kutatócsoport elméleti modelljei szerint a rádiójel intenzitása a csillagtömegektől függ, amelyet első ízben sikerült figyelembe venni az ultraibolya fény- és röntgensugárzás hatásával együtt, különös tekintettel az első csillagok halálakor keletkező röntgen kettőscsillagokra. Korábbi vizsgálatok alulbecsülték a röntgen kettőscsillagok (X-ray binárisok; kettőscsillagrendszerek, ahol egy normál és egy összeomlott csillag kering egymás körül) hatását.
Közösségi fények, nem egyedi csillagok
Más, optikai távcsövekkel, például a James Webb-űrtávcsővel (James Webb Space Telescope) szemben, amelyek látványos képeket készítenek, a rádiócsillagászat inkább statisztikai elemzésre épül – így nem egyes csillagokat, hanem egész csillagpopulációkat, galaxisokat és röntgenes kettősöket tud feltérképezni.
A rádióadatokat szimulációkkal összevetve kiderülhet, mennyiben tértek el az első csillagok a maiaktól. A Karoo (Dél-Afrika) sivatagában elhelyezett REACH rádiótávcső és a SKA lehetővé teszi, hogy feltérképezzük az univerzum legkorábbi időszakát, és válaszokat kapjunk arra, miként született meg a kozmosz első fénye – talán egészen másként, mint az általunk ismert csillagok.
A kutatás rávilágít arra, hogy az MI-vezérelt, hipermodern rádiótávcsövek előtt úttörő lehetőség áll: feltárhatják az univerzum gyermekkorának eddig rejtett titkait.
