מדענים חושפים אות שנשלח על ידי הכוכבים הראשונים ביקום

במשך מיליוני שנים לאחר המפץ הגדול, היקום היה מקום קר מלא במימן והליום שנוצרו עם שחר היקום.

ואז, פתאום, היה אור.

בפעם הראשונה, צוות של אסטרונומים חושב שזיהה אות מכמה מהכוכבים הראשונים שנוצרו פחות מ-180 מיליון שנים לאחר המפץ הגדול.

דוּמחקרים חדשיםפורסם בכתב העתטֶבַעהשבוע פירטו עדויות חדשות לגבי מתי הכוכבים הללו נוצרו לאחר המפץ הגדול.

ראה גם:

העבודה החדשה גם פותחת שאלות לגבי אותם עידנים מוקדמים לאחר שהיקום נוצר, ועשויה אפילו לחשוף סדקים בהבנתנו את הפיזיקה.

החוקרים שמאחורי העבודה החדשה לא ראו ישירות את הכוכבים הראשונים מתפרצים, אבל הם כן זיהו אות קלוש המראה גז מימן באינטראקציה עם אותם כוכבים ראשונים, מה שמאפשר למעשה לראות את הגז בתדרי רדיו שונים.

"מציאת האות הזעיר הזה פתחה צוהר חדש ליקום המוקדם", אמר האסטרונום ג'אד באומן מאוניברסיטת אריזונה, והמחבר הראשי של אחד המחקרים החדשים בהצהרה.

"הטלסקופים לא יכולים לראות מספיק רחוק כדי לצלם ישירות כוכבים עתיקים כאלה, אבל ראינו מתי הם נדלקים בגלי רדיו שמגיעים מהחלל", אמר.

איך הם עשו את זה

באומן וצוותו ביצעו את המדידות הללו בזכות אנטנת רדיו קטנה באוסטרליה, הנקראת EDGES, שהצליחה לזהות את האותות הקלושים מהכוכבים הראשונים בגלל מיקומה המרוחק, הרחק מאותות רדיו שנוצרו על ידי בני אדם.

נראה שמה שבומן ועמיתיו ראו בנתונים מאשר שהכוכבים הראשונים הללו נוצרו רק 180 מיליון שנה לאחר המפץ הגדול.

נראה שהמראה של גלי הרדיו גם תואם את האופן שבו האות הזה צפוי להיראות, על פי מודלים תיאורטיים, אומר המחקר.

"החתימה של תכונת הקליטה הזו קשורה באופן ייחודי לכוכבים הראשונים", אמר מנהל מצפה הכוכבים של Haystack, קולין לונסדייל, שאינו מחבר המחקר אך עובד על מכשור שאיפשר זאת, בהצהרה.

"הכוכבים האלה הם מקור הקרינה הסביר ביותר שייצר את האות הזה."

צוות המחקר חיפש בתחילה את האות באורך גל רדיו אחר, וכאשר הוא לא נמצא, הם עברו לאורך גל אחר, שם כן מצאו את האות המודיע שנוצר על ידי מימן.

שוברת הפיזיקה כפי שאנו מכירים אותה

למחקר החדש עשויה להיות השפעה מסוימת גם על האופן שבו אנו מבינים את החומר האפל - הצורה המסתורית של החומר שלא נצפתה ישירות אבל נראה שהיא שולטת ב-85 אחוז מהחומר ביקום שלנו.

בתיאוריה, חומר אפל לא אמור לקיים אינטראקציה עם חומר רגיל, אך המחקר החדש מראה עדויות לכך שהמימן ששלט ביקום המוקדם היה למעשה קר הרבה יותר מהצפוי, מה שמרמז אולי שחומר אפל יכול היה לקיים אינטראקציה עם אותו גז מוקדם.

בקיצור, מסקנות החומר האפל החדשות - שפורטו על ידי האסטרונום של אוניברסיטת תל אביב, רנן ברקנה במחקר נפרד - עלולות לשבור את הפיזיקה כפי שאנו מבינים אותה, אם יאושרו.

"עד כה זיהינו חומר אפל רק באמצעות השפעת הכבידה שלו על חומר גלוי (כוכבים וגז). קיומו של צימוד אחר יעיד על פיזיקה חדשה ויעזור לפענח את הטבע החידתי של החומר האפל", אסטרופיזיקאי של מרכז הרווארד-סמית'סוניאן לאסטרופיזיקה אבי אמר לואב במייל.

"ייתכן, למשל, שלחלק מהחומר האפל יש מטען חשמלי קל, כל כך קטן שלעולם לא נגלה אותו בסביבות אחרות מלבד השחר הקוסמי", הוסיף לואב, שלא היה קשור למחקר. .

מה הלאה?

עם זאת, העבודה הזו רחוקה מלהסתיים.

למדענים יהיה עתיד ארוך מולם מלא בניסויים אסטרופיזיקליים שבתקווה יעזרו להבין בדיוק מה קורה עם הנתונים האלה.

"תביעות חריגות דורשות ראיות יוצאות דופן", אמר לואב.

"המפתח למחקר עתידי על הגבול המרגש הזה של השחר הקוסמי יהיה לבדוק את התוצאה של Bowman וחב' עם ניסויים עצמאיים אחרים."

הניסויים החדשים האלה אמורים להגיע לאינטרנט גם בשנים הקרובות.

בעוד שהמחקרים החדשים מפרטים ביעילות את התוצאות מהסתכלות על אות המימן הזה בממד אחד, מצפה כוכבים אחרים כמו מערך הקילומטרים המרובע יוכלו להסתכל על האות הזה בתלת-ממד, לפי לואב, בתקווה להאיר בדיוק את מה שהתרחש באותו מוקדם. עידן היקום.

"אנחנו צריכים להיות מודרכים על ידי ניסויים נוספים. עם תצפיות עתידיות לא רק נבדוק את המציאות של האות Bowman et al. אלא גם נוכל למפות את המימן בתלת מימד..." אמר לואב.

"פרטי הנתונים העתידיים יגלו האם יש עודף קירור ואם כן האם מקורו בצימוד בין חומר אפל למימן".