Astronomii captează semnal radio dintr-o galaxie îndepărtată

Sondarea galaxiilor la distanțe mult mai mari de Pământ poate fi acum la îndemână.

Cum se formează stelele în galaxiile îndepărtate? Astronomii au încercat de mult să răspundă la această întrebare detectând semnalele radio emise de galaxiile din apropiere. Cu toate acestea, aceste semnale devin mai slabe pe măsură ce o galaxie se îndepărtează de Pământ, ceea ce face dificilă captarea radiotelescoapelor actuale.

Cercetătorii din Montreal și India au captat acum un semnal radio din cea mai îndepărtată galaxie de până acum la o anumită lungime de undă cunoscută sub numele de linia de 21 cm, permițând astronomilor să privească secretele universului primitiv. Cu ajutorul radiotelescopului gigant Metrewave din India, este prima dată când acest tip de semnal radio a fost detectat la o distanță atât de mare.

Ilustrație care arată detectarea semnalului dintr-o galaxie îndepărtată. 1 credit

„O galaxie emite diferite tipuri de semnale radio. Până acum, a fost posibil doar să captăm acest semnal special dintr-o galaxie din apropiere, limitându-ne cunoștințele la galaxiile mai apropiate de Pământ”, spune Arnab Chakraborty, cercetător postdoctoral la Universitatea McGill, sub supravegherea profesorului Matt Dobbs.

„Dar cu ajutorul unui fenomen natural numit lentilă gravitațională, putem capta un semnal slab la distanță record. Acest lucru ne va ajuta să înțelegem compoziția galaxiilor la distanțe mult mai mari de Pământ”, adaugă el.

O întoarcere în timp în universul primitiv

Pentru prima dată, cercetătorii au reușit să detecteze semnalul dintr-o galaxie îndepărtată care formează stele, cunoscută sub numele de SDSSJ0826+5630 și să măsoare compoziția gazului acesteia. Cercetătorii au observat că masa atomică a conținutului gazos al acestei galaxii este aproape de două ori mai mare decât masa stelelor vizibile pentru noi.

Imagine a semnalului radio al galaxiei. Credit: Chakraborty & Roy/NCRA-TIFR/GMRT

Semnalul detectat de echipă a fost emis din această galaxie când universul avea doar 4,9 miliarde de ani, permițând cercetătorilor să întrezărească secretele universului timpuriu. „Acesta este echivalentul cu o întoarcere în timp cu 8,8 miliarde de ani”, spune Chakraborty, care studiază cosmologia în cadrul Departamentului de Fizică al McGill.

Preluarea semnalului dintr-o galaxie îndepărtată

„Lentila gravitațională amplifică semnalul de la un obiect îndepărtat pentru a ne ajuta să privim universul timpuriu. În acest caz specific, semnalul este distorsionat de prezența unui alt corp masiv, a unei alte galaxii, între țintă și observator. Acest lucru duce efectiv la o mărire a semnalului cu un factor de 30, permițând telescopului să-l capteze”, spune co-autorul Nirupam Roy, profesor asociat la Departamentul de Fizică de la Institutul Indian de Știință.

Potrivit cercetătorilor, aceste rezultate demonstrează fezabilitatea observării galaxiilor îndepărtate în situații similare cu lentile gravitaționale. De asemenea, deschide noi oportunități interesante de a sonda evoluția cosmică a stelelor și galaxiilor cu radiotelescoape existente de joasă frecvență.

Referință: „Detecția emisiei HI 21 cm dintr-o galaxie cu lentilă puternică la z ∼ 1,3” de Arnab Chakraborty și Nirupam Roy, 23 decembrie 2022, Notificări lunare ale Societății Regale de Astronomie.
DOI: 10.1093/mnras/stac3696

Radiotelescopul gigant Metrewave a fost construit și este operat de NCRA-TIFR. Cercetarea a fost finanțată de Universitatea McGill și de Institutul Indian de Știință.