Un radiotelescop din Africa de Sud a detectat, pentru prima dată de unul singur, un semnal radio extrem de slab emis de hidrogen din univers, de la miliarde de ani-lumină distanță, fără să se bazeze pe cataloage optice de galaxii.

Radiotelescopul MeerKAT, format din 64 de antene amplasate în provincia Northern Cape din Africa de Sud, a fost construit special pentru studiul hidrogenului cosmic. O echipă condusă de Sourabh Paul, de la Jodrell Bank Centre for Astrophysics (University of Manchester), împreună cu colegi de la University of the Western Cape, a folosit 96 de ore de observații MeerKAT pentru a detecta direct semnalul radio emis de hidrogenul neutru la două momente din istoria universului, la redshift-uri de aproximativ 0,32 și 0,44, corespunzătoare unor distanțe de 3,67 și 4,76 miliarde de ani-lumină.

O tehnică ce nu mai are nevoie de cataloage optice

Hidrogenul neutru emite natural un semnal radio slab, cunoscut drept linia de 21 de centimetri. Pe măsură ce universul se extinde, acest semnal este întins spre lungimi de undă mai mari, ceea ce le permite astronomilor să determine din ce perioadă a istoriei cosmice provine radiația. Tehnica folosită de echipă, numită cartografiere a intensității hidrogenului, nu urmărește galaxii individuale, ci măsoară emisia radio combinată a mai multor galaxii nerezolvate optic dintr-o regiune întinsă a cerului.

Până acum, detectarea acestui tip de semnal la asemenea distanțe s-a bazat mereu pe combinarea observațiilor radio cu cataloage optice de galaxii, obținute de la alte telescoape. Echipa lui Paul a reușit, pentru prima dată, o detecție directă folosind exclusiv date de la MeerKAT, fără să se raporteze la un catalog optic extern.

Ce arată, de fapt, semnalul

Măsurătorile arată cum variază densitatea hidrogenului pe distanțe de câțiva milioane de ani-lumină, comparabile cu distanța dintre Calea Lactee și galaxia vecină Andromeda. „Cartografierea intensității hidrogenului a fost mereu văzută ca un mod promițător de a studia universul eficient, dar semnalul este extrem de slab și greu de izolat de emisia din prim-plan, de interferențele radio de origine umană și de efectele instrumentale”, a explicat Sourabh Paul, autorul principal al studiului.

Laura Wolz, coautoare a cercetării, a subliniat că rezultatul arată valoarea datelor deja existente ale MeerKAT: „Faptul că acest semnal poate fi extras din observații care nu au fost concepute inițial pentru cartografierea intensității hidrogenului este foarte încurajator. Arată valoarea științifică enormă a datelor MeerKAT și deschide drumul spre viitoarele observații cu SKAO.”

Cercetătorii spun că observații viitoare, care acoperă porțiuni mai mari de cer și folosesc timpi de integrare mai lungi, ar putea permite cartografierea hidrogenului cu și mai multă precizie, ajutând la înțelegerea formării galaxiilor, a modului în care materia întunecată modelează structura cosmică și a evoluției universului de-a lungul a miliarde de ani.

---

Sursă: Sourabh Paul, Zhaoting Chen, Mario G. Santos, Laura Wolz — Jodrell Bank Centre for Astrophysics, University of Manchester; University of the Western Cape — „A Direct Detection of Neutral Hydrogen Intensity Mapping on Mpc Scales at z ≈ 0.32 and z ≈ 0.44″, The Astrophysical Journal Letters 1005(2): L56 (2026), DOI: 10.3847/2041-8213/ae808f