Vätgassignalen fångades på rekordavstånd: den färdades över 8 miljarder ljusår

Ett team av forskare från Kanada och Indien som använder Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) spelade in

emission från 21 cm radiolinjen, eller neutral vätelinje, som färdades 8,8 miljarder ljusår från en källa i en avlägsen galax.

Atomiskt väte sänder ut radiovågor med en våglängd på 21cm, vilket kan detekteras med hjälp av lågfrekventa radioteleskop som GMRT. Sådan radioemission är den mest exakta signalen som indikerar närvaron av atomär gas i galaxen. Den här radiosignalen är dock extremt svag, och därför är avståndet som vätgasledningsutsläppet kan observeras begränsat. 

Bilder av atomär vätesignal, spektrumoch en gravitationslins i Hubble-bilden (höger). Bild: Chakraborty & Roy, GMRT/NCRA-TIFR (vänster och mitten), ESA/NASA HST och eHST/STScI/CADC (höger)

Längsta galaxen som hittills upptäcktsmed 21 cm strålning, hade en rödförskjutning z = 0,376, vilket motsvarar cirka 4,1 miljarder ljusår som färdats av elektromagnetisk strålningskvanta. 

Med hjälp av GMRT fann forskarnaradiosignal från atomärt väte i en avlägsen galax med rödförskjutning z= 1,29. Detta motsvarar en ålder av universum på cirka 4,9 miljarder år, och signalen reste en väg på 8,8 miljarder år.

På grund av det enorma avståndet till galaxen var den 21 cm långa emissionslinjen rödförskjuten till 48 cm när signalen reste från källan till teleskopet.

Arnab Chakraborty, astrofysiker och studiemedförfattare

Denna upptäckt möjliggjordes tack varegravitationslinser, konstaterar forskarna. För att sammanfatta, är detta ett fenomen där ljuset som sänds ut av en källa böjs på grund av närvaron av en annan massiv kropp, vilket effektivt resulterar i en "förstärkning" av signalen. Vätgasemissionen i studien förstärktes med cirka 30 gånger.

Förstärkning av 21 cm linjesignalen med en gravitationslins. Bild: Swadha Pardesi

Atomiskt väte är det huvudsakliga bränslet som behövs för stjärnbildning i galaxen. Därför är observationen av emissionen av 21 cm-linjen vid olika epoker viktig för att förstå galaxernas utveckling.

Läs mer:

Den starkaste flamman av klass X inträffade på solen

Titta på konsekvenserna av kollisionen i 1181 av två stjärnor

Blazar, som hittades för 20 år sedan, visade sig vara ett extremt föremål