Astronomové zachytili signál první generace hvězd ve vesmíru  
V tiché australské pustině je možné vystopovat i ty nejslabší rádiové signály z úsvitu vesmíru. Experiment EDGES ulovil signály vodíku z doby, kdy bylo našemu vesmíru jen 180 milionů let.

Jedna z prvních hvězd vesmíru. Kredit: N.R.Fuller, National Science Foundation.
Jedna z prvních hvězd vesmíru. Kredit: N.R.Fuller, National Science Foundation.

Po Velkém třesku byl náš vesmír velmi temný. Asi tak 400 tisíc let. Nebyly v něm žádné galaxie, ani žádné hvězdy. Prakticky celý vesmír tehdy vyplňoval plyn tvořený neutrálním vodíkem. Během příštích 50 až 100 milionů let se tento plyn v některých oblastech o vysoké hustotě vlivem gravitace pomalu smršťoval, až se místy zhroutil do podoby hvězd nejstarší generace.


Pokud jde o úplně první hvězdy ve vesmíru, vědci neustále tápou. Jak vlastně vypadaly? Kdy přesně vznikly? Jak mohly ovlivnit zbytek vesmíru? To jsou otázky, které astronomům dodnes nedají spát, už dlouhé roky.

 

Judd Bowman. Kredit: NASA.
Judd Bowman. Kredit: NASA.

Po úmorném snažení během 12 let přichází s první informací o nejstarší generaci hvězd tým vědců, který vedl astronom Judd Bowman z Arizonské Státní univerzity. Vystopovali rádiové signály nejstarší generace hvězd, které pocházejí z doby 180 milionů let po Velkém třesku. Byla to prý velká výzva, protože zdroje šumu, překrývající tento signál, mohou být tisíckrát silnější. Jako kdybyste poslouchali cvrkot křídel kolibříka v běsnícím hurikánu. Jejich publikace se objevila v novém čísle časopisu Nature.

 

Bowmanův tým to dokázal s pomocí pozoruhodného pozemního zařízení, takzvaného rádiového spektrometru, který se nachází v areálu Murchinsonovy rádiové observatoře (MRO) v Západní Austrálii. V rámci svého experimentu EDGES (Experiment to Detect the Global EoR Signature) proměřili průměrné rádiové spektrum všech astronomických signálů, které zachytili na jižní obloze. V rádiovém spektru pak hledali malé odchylky, jimiž se prozradí slabé signály. První hvězdy vesmíru nemohli pozorovat přímo, vystopovali je ale díky jejich působení na okolí. V tomto případě způsobují tlumení mikrovlnného pozadí vesmíru (CMB).


Experiment EDGES. Kredit: CSIRO Australia.
Experiment EDGES. Kredit: CSIRO Australia.

Badatelé nakonec úspěšně detekovali signály, které se vší pravděpodobností pocházejí od primordiálního vodíku, co se jako plyn rozprostíral v tehdejším vesmíru. Podle Bowmana je nepravděpodobné, že bychom za našich životů dohlédli do ještě starší historie hvězd ve vesmíru. Velkým přínosem pro výzkum byl výjimečný rádiový klid, který panuje v okolí Murchinsonovy observatoře. Australská legislativa omezuje používání rádiových vysílačů v okruhu 260 km od observatoře, což je hodně znát.

 

Časová osa počátků vesmíru. Kredit: N.R.Fuller, National Science Foundation.
Časová osa počátků vesmíru. Kredit: N.R.Fuller, National Science Foundation.

Výsledky výzkumu potvrzují očekávání odborníků. Signály z doby prvních hvězd zachytili nejzřetelněji na frekvenci cca 78 megahertzů. To odpovídá době 180 milionů let po Velkém třesku. Jde o přímou detekci doposud nejranějšího signálu plynného vodíku ve vesmíru. Překvapením ovšem bylo, že vesmír byl v té době zřejmě mnohem chladnější, než jsme si mysleli.

 

Buď se astrofyzici v něčem přepočítali anebo jde o poměrně závažnou stopu nové fyziky. Mohl by to například být důsledek interakce baryonů, tedy běžné hmoty, s temnou hmotou, při které baryony pozvolna ztrácely energii ve prospěch temné hmoty. Tento koncept původně navrhl Rennan Barkana z Telavivské univerzity. Jestli se to potvrdí, byl by to významný pokrok ve výzkumu temné hmoty.


Astrofyziky teď čeká spousta práce. Nově objevený signál z dávného vesmíru bude nutné důkladně analyzovat. Podle Bowmana jejich objev rovněž uspíší budování nových radioteleskopů, jako je HERA (Hydrogen Epoch of Reionization Array) a OVRO-LWA (Owens Valley Long Wavelength Array). A to je jistě dobrá zpráva.

Video: The birth of the first stars


Literatura

Arizona State University 28. 2. 2018, Nature 555: 67–70, Nature 555: 71–74.

Datum: 01.03.2018
Tisk článku

Dejiny Slovenska a Slovákov od Veµkého tresku po veµký tresk - Fabian Pavol
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 334 Kč
cena: 314 Kč
Dejiny Slovenska a Slovákov od Veµkého tresku po veµký tresk
Fabian Pavol
Související články:

Vznikaly v mladém vesmíru temné hvězdy?     Autor: Stanislav Mihulka (28.06.2014)
Nejstarší hvězdy vesmíru v srdci Mléčné dráhy     Autor: Stanislav Mihulka (14.11.2015)
Náš vesmír vznikl ve výhni singularity Velkého třesku. Anebo nevznikl?     Autor: Stanislav Mihulka (08.12.2017)



Diskuze:

šum

Vaclav Prochazka,2018-03-06 11:33:44

> Byla to prý velká výzva, protože zdroje šumu, překrývající tento signál, mohou být tisíckrát silnější.

Tak tomu se říká šamanství:) To objevit jehlu v kupce hnoje je proti tomuhle úplná sranda. Najít signál v šumu, který je 1000x silnější to je magie:) A nebo je to tak, že se v tom dá najít vše co si člověk usmyslí?

Ale jo to fajn jak umíme předpovědět, kdy a jak vzniknul vesmír, ale neumíme "předpovědět" pomocí poč. modelů jaké bylo počasí minulý týden:))

Odpovědět

Martin Nevim,2018-03-02 10:55:46

Vesmir byl velmi temny, dyt to byla zhava kase.
A byl tvorem neutralnim vodikem?
Neivm, tento clanek mi prijde dosta zavadejici.

Odpovědět

Není těch 400 000 let

Václav Čermák,2018-03-01 17:18:55

uvedených na začátku článku, naopak začátek "temného věku" a jinak momentálně oficiální konec BB, čas, ve kterém se elektrony navázaly do atomů a Vesmír "zprůhledněl"?

Odpovědět


Re: Není těch 400 000 let

Ondřej Nosek,2018-03-01 19:11:43

Jak by v něčem jako je temný věk mohlo vzniknout a dodnes se šířit prostorem reliktní záření? To ani z laického hlediska nezní moc temně. Pokud se ono zprůhlednění stalo při teplotě kolem 3000K.... vodík a helium při 3000K svítí celkem jasně, nebo ne?

Odpovědět


Re: Re: Není těch 400 000 let

Milan Krnic,2018-03-01 20:39:26

Náhodou, v představách je možné cokoli. Krásná představa je i téma článku, a pěkně umělecky znázorněná ta naše celková v obrázku "Časová osa počátků vesmíru".
Když to někoho baví, nemá to chybu! To jediné má totiž smysl. :)
Nová fyzika to ale na beton není.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace