Kanadski radioteleskop CHIME zabilježio je iznimno slab radijski signal neutralnog vodika iz razdoblja kada je svemir bio star približno pet milijardi godina. Istraživači su ga prvi put izdvojili samo iz CHIME-ovih podataka, bez usporedbe s kartama galaksija snimljenima drugim teleskopima. To je važan korak prema preciznijem proučavanju širenja svemira, ali još nije mjerenje svojstava tamne energije.
Vodik je najzastupljeniji element u svemiru. Njegovi neutralni atomi emitiraju radiovalove valne duljine 21 centimetar. Dok signal putuje prema nama, širenje svemira rasteže mu valnu duljinu. Astronomi zato iz njegove frekvencije mogu odrediti kojem razdoblju pripada, a iz promjena u jačini signala proučavati raspored plina.
Slab trag skriven u mnoštvu drugih signala
CHIME, smješten u kanadskoj pokrajini Britanskoj Kolumbiji, svakodnevno promatra velik dio sjevernog neba. Problem je što je kozmički signal vodika mnogo slabiji od radijskog zračenja drugih svemirskih izvora, smetnji koje stvara ljudska tehnologija i šuma samog instrumenta. Dosadašnje analize CHIME-ova mjerenja zato su uspoređivale s neovisnim pregledima galaksija kako bi potvrdile da izdvojeni signal doista potječe iz dalekog svemira.
U novom istraživanju tim je analizirao podatke prikupljene tijekom 94 noći 2019. godine. Nakon obrade signala i više od godinu dana provjera izdvojio je prostorni obrazac koji odgovara zračenju neutralnog vodika pri crvenom pomaku oko jedan. To znači da signal dolazi iz vremena kada je svemir bio znatno mlađi nego danas.
Autori u popratnoj analizi procjenjuju da je u tom razdoblju približno dva posto vodika bilo u neutralnom atomskom obliku. Ta je vrijednost u skladu s drugim mjerenjima, no najvažniji rezultat nije sam postotak. Presudno je što CHIME sada može proučavati raspored tog plina vlastitim podacima.
Što to govori o tamnoj energiji?
Raspored vodika čuva tragove razvoja velikih struktura u svemiru. Ako se isti postupak primijeni na mnogo veći skup opservacija i različite udaljenosti, astronomi će moći usporediti kako su se te strukture mijenjale kroz vrijeme. Takva mjerenja mogu pomoći pri provjeri modela širenja svemira i uloge tamne energije.
Ovaj rezultat ne otkriva što je tamna energija niti dokazuje da se njezino djelovanje mijenja. Za takve zaključke trebat će znatno preciznije karte i sustavna procjena mogućih pogrešaka. Istraživači već raspolažu s gotovo sedam godina CHIME-ovih podataka, a sada žele proširiti analizu i na starije razdoblje svemira.
Radioteleskop MeerKAT već je izdvojio sličan signal, ali iz bližeg dijela svemira. CHIME je sada potvrdio da se istom metodom može samostalno proučavati vodik i na većoj udaljenosti, u razdoblju važnom za istraživanje širenja svemira.
