Este posibil ca astronomii să nu fi găsit până la urmă un semn al primelor stele din Univers

Un nou studiu aruncă o ceață asupra unui indiciu al primelor sclipiri de lumină stelară din univers.

În 2018, cercetătorii au susținut că o semnătură subtilă în undele radio de la începutul istoriei universului a dezvăluit epoca în care primele stele s-au aprins, cunoscută sub numele de zorii cosmici. Dar primul experiment care a testat concluziile acelui studiu nu a găsit niciun semn al acelor prime stele, raportează oamenii de știință la 28 februarie în Nature Astronomy.

Imediat după Big Bang-ul de acum 13,8 miliarde de ani, universul era o fiertură fierbinte de materie. Probabil că stelele nu au pâlpâit până cel puțin 100 de milioane de ani mai târziu – o eră a cosmosului prost înțeleasă. Găsirea unor semne ale primelor raze de lumină stelară ar putea completa povestea originii cosmice. Așadar, afirmația din 2018 privind localizarea acestor prime străluciri, de la experimentul EDGES din Australia, a stârnit o agitație astronomică (SN: 2/28/18).

„Cu siguranță a entuziasmat complet întreaga noastră comunitate cu acest rezultat fascinant”, spune radioastronomul Saurabh Singh de la Institutul de Cercetare Raman din Bangalore, India.

Cercetătorii au raportat că au detectat o scădere pe anumite lungimi de undă ale undelor radio, un semn al luminii de la primele stele care interacționează cu gazul de hidrogen din jur. Dar rezultatul a stârnit rapid scepticism, deoarece scăderea a fost mai adâncă decât se aștepta. Pentru a ști dacă indiciul luminii primelor stele a fost real, oamenii de știință ar trebui să facă mai multe măsurători.

Singh și colegii săi au făcut exact acest lucru cu Shaped Antenna Measurement of the Background Radio Spectrum 3, sau SARAS 3. Similar cu EDGES, experimentul folosește o antenă pentru a capta undele radio. Dar SARAS 3 are un design diferit față de EDGES, cu o antenă de formă diferită. Iar SARAS 3 este proiectat să plutească deasupra unui lac. „Acest lucru ne oferă un avantaj foarte distinctiv”, spune Singh.

Pe Pământ, undele radio provin dintr-o varietate de surse, care trebuie să fie luate în considerare cu atenție pentru a dezvălui semnalul mai subtil din zarea cosmică. Înțelegerea greșită a acestor alte surse de unde radio ar putea duce la o eroare experimentală neluată în considerare, care ar putea da rezultate incorecte.

În special, experimentele pe uscat trebuie să se confrunte cu undele radio emise de sol, care sunt dificil de estimat din cauza naturii complexe și stratificate a solului. Atunci când antena se află deasupra unui lac, este mai ușor de estimat ce tipuri de unde radio provin din apa uniformă de dedesubt. Datele prelevate din două lacuri din India nu au relevat niciun semn de scădere.

Noul studiu „evidențiază cât de dificilă este această măsurătoare”, spune fizicianul H. Cynthia Chiang de la Universitatea McGill din Montreal. Este inconfortabil faptul că cele două studii nu sunt de acord, spune ea, dar notează că dezacordul „nu este suficient pentru a face concluzii definitive în acest moment”.

Și unele dintre aceleași tipuri de probleme experimentale care pot afecta EDGES ar putea afecta și SARAS 3, spune cosmologul experimental Judd Bowman de la Universitatea de Stat din Arizona din Tempe, membru al echipei EDGES. „Încă mai avem mult de lucru pentru a ajunge la rezultatul final”.

O versiune îmbunătățită a EDGES va fi implementată mai târziu în acest an, iar echipa SARAS 3 are planificate implementări suplimentare. Alte experimente lucrează, de asemenea, la măsurători similare. Aceste teste ar putea ilumina în cele din urmă tranziția universului de la întuneric la lumină.