Το σήμα υδρογόνου πιάστηκε σε απόσταση ρεκόρ: ταξίδεψε πάνω από 8 δισεκατομμύρια έτη φωτός

Μια ομάδα ερευνητών από τον Καναδά και την Ινδία, χρησιμοποιώντας το Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) κατέγραψε

εκπομπή από τη ραδιογραμμή 21 cm, ή ουδέτερη γραμμή υδρογόνου, η οποία ταξίδεψε 8,8 δισεκατομμύρια έτη φωτός από μια πηγή σε έναν μακρινό γαλαξία.

Το ατομικό υδρογόνο εκπέμπει ραδιοκύματα με μήκος κύματος 21cm, τα οποία μπορούν να ανιχνευθούν χρησιμοποιώντας ραδιοτηλεσκόπια χαμηλής συχνότητας όπως το GMRT. Αυτή η ραδιοεκπομπή είναι το πιο ακριβές σήμα που υποδεικνύει την παρουσία ατομικού αερίου στον γαλαξία. Ωστόσο, αυτό το ραδιοσήμα είναι εξαιρετικά αδύναμο και επομένως η απόσταση στην οποία μπορεί να παρατηρηθεί η εκπομπή γραμμής υδρογόνου είναι περιορισμένη. 

Εικόνες ατομικού σήματος υδρογόνου, φάσμακαι ένας βαρυτικός φακός στην εικόνα του Hubble (δεξιά). Εικόνα: Chakraborty & Roy, GMRT/NCRA-TIFR (αριστερά και κέντρο), ESA/NASA HST και eHST/STScI/CADC (δεξιά)

Ο πιο μακρινός γαλαξίας που έχει ανακαλυφθεί μέχρι στιγμήςχρησιμοποιώντας ακτινοβολία 21 cm, είχε μετατόπιση προς το κόκκινο z = 0,376, που αντιστοιχεί σε περίπου 4,1 δισεκατομμύρια έτη φωτός που διανύθηκαν από κβάντα ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. 

Χρησιμοποιώντας το GMRT, οι ερευνητές βρήκανραδιοσήμα από ατομικό υδρογόνο σε μακρινό γαλαξία με ερυθρή μετατόπιση z= 1,29. Αυτό αντιστοιχεί σε μια ηλικία του σύμπαντος περίπου 4,9 δισεκατομμυρίων ετών και το σήμα ταξίδεψε σε μια διαδρομή 8,8 δισεκατομμυρίων ετών.

Λόγω της τεράστιας απόστασης από τον γαλαξία, η γραμμή εκπομπής μήκους 21 cm μετατοπίστηκε στο κόκκινο στα 48 cm μέχρι τη στιγμή που το σήμα ταξίδεψε από την πηγή στο τηλεσκόπιο.

Arnab Chakraborty, αστροφυσικός και συν-συγγραφέας της μελέτης

Αυτή η ανακάλυψη έγινε δυνατή χάρη σεβαρυτικό φακό, σημειώνουν οι ερευνητές. Για να ανακεφαλαιώσουμε, πρόκειται για ένα φαινόμενο κατά το οποίο το φως που εκπέμπεται από μια πηγή κάμπτεται λόγω της παρουσίας ενός άλλου τεράστιου σώματος, με αποτέλεσμα ουσιαστικά την «ενίσχυση» του σήματος. Η εκπομπή της γραμμής υδρογόνου στη μελέτη ενισχύθηκε κατά περίπου 30 φορές.

Ενίσχυση του σήματος γραμμής 21 cm από βαρυτικό φακό. Εικόνα: Swadha Pardesi

Το ατομικό υδρογόνο είναι το κύριο καύσιμο που απαιτείται για το σχηματισμό άστρων στον γαλαξία. Επομένως, η παρατήρηση της εκπομπής της γραμμής των 21 cm σε διαφορετικές εποχές είναι σημαντική για την κατανόηση της εξέλιξης των γαλαξιών.

Διαβάστε περισσότερα:

Η ισχυρότερη έκλαμψη κατηγορίας Χ εμφανίστηκε στον Ήλιο

Δείτε τις συνέπειες της σύγκρουσης δύο αστέρων το 1181

Το Blazar, το οποίο βρέθηκε πριν από 20 χρόνια, αποδείχθηκε ότι ήταν ένα ακραίο αντικείμενο