Ίχνη από τα πρώτα αστέρια που έλαμψαν στο Σύμπαν μπορεί να ανακαλυφθούν σε ένα αμυδρό ραδιοσήμα που εκπέμπεται από την αυγή του χρόνου. Το κοσμολογικό σήμα των 21 εκατοστών, που εκπέμπεται από το ουδέτερο υδρογόνο που γέμισε το χώρο μεταξύ των αστεριών, μόλις 100 εκατομμύρια χρόνια από τη Μεγάλη Έκρηξη, θα μπορούσε να έχει επηρεαστεί με τρόπους που κωδικοποιήθηκαν σε αυτό, οι ιδιότητες αυτών των αστεριών.
Δεν έχουμε καταφέρει να φτάσουμε ακόμα στο να δούμε τα πρώτα αστέρια, όμως οι παρατηρήσεις μας από τη νέα γενιά ραδιοτηλεσκοπίων, θα επιτρέψουν στους αστρονόμους να προσδιορίσουν τις μάζες αυτών των μεγάλων αστέρων, μια πληροφορία που είναι υψίστης σημασίας για την κατανόηση της εξέλιξης του Σύμπαντος, πόσο μάλλον για την πρώιμη εποχή του που μέχρι τώρα δε μπορούμε να παρατηρήσουμε.
«Αυτή είναι μια μοναδική ευκαιρία να μάθουμε πώς το πρώτο φως του Σύμπαντος αναδύθηκε από το σκοτάδι», λέει η αστρονόμος Anastasia Fialkov του Πανεπιστημίου του Cambridge και του Ινστιτούτου Κοσμολογίας Kavli στο Ηνωμένο Βασίλειο. «Η μετάβαση από ένα ψυχρό, σκοτεινό Σύμπαν σε ένα γεμάτο αστέρια είναι μια ιστορία που μόλις αρχίζουμε να κατανοούμε».
Στην αρχή υπήρχε σκοτάδι. Το μικροσκοπικό αλλά ταχέως επεκτεινόμενο Σύμπαν, ήταν γεμάτο από μια καυτή ομίχλη από ελεύθερα ηλεκτρόνια και ατομικούς πυρήνες. Καθώς το σύμπαν μεγάλωνε και κρύωνε, αυτά τα σωματίδια μπόρεσαν να ενωθούν και να σχηματίσουν ένα ουδέτερο υδρογόνο και ήλιο. Όμως, ακόμα δεν υπήρχαν πολλά αστέρια, οπότε το Σύμπαν ήταν ακόμα σκοτεινό. Όμως για λίγο…
Στα σημεία με πολύ μεγάλη πυκνότητα ουδέτερου υδρογόνου, η ύλη κατέρρευσε από την μάζα της και δημιούργησε τα πρώτα αστέρια. Όμως, παρά τις προσπάθειές μας, ακόμα δεν έχουμε εντοπίσει κάποιο αστέρι από την πρώτη γενικά αστεριών, κυρίως γιατί η ομίχλη σωματιδίων ήταν ακόμα πολύ πυκνή για να μπορεί να την διαπεράσει το φως.
Οι αστρονόμοι πιστεύουν πως τα πρώτα αστέρια ήταν απίστευτα μεγάλα, με μάζα χιλιάδες φορές μεγαλύτερη από αυτή του ήλιου μας, τα οποία όμως είχαν απίστευτα σύντομη ζωή. Αυτά τα τεράστια άστρα, πιθανότατα ζούσαν μόνο για μια στιγμή, σε συμπαντικά μεγέθη.
Αυτό μπορεί να κάνει ακόμα πιο δύσκολη την εύρεση των πρώτων αστέρων του σύμπαντος, όμως αυτά τα τεράστια άστρα ίσως αφήσαν πίσω τους σημάδια χαραγμένα στο Σύμπαν. Το κοσμολογικό σήμα των 21 εκατοστών είναι ένας πιθανός δείκτης, το πολύ, πολύ αμυδρό ραδιοφως που εκπέμπεται από το διαστρικό ουδέτερο υδρογόνο στο πρώιμο Σύμπαν καθώς τα ηλεκτρόνια του αντέστρεφαν τις περιστροφές τους.
Ραδιοτηλεσκόπια όπως το Square Kilometer Array (SKA) που βρίσκεται υπό κατασκευή στην Αυστραλία και τη Νότια Αφρική και το Radio Experiment for the Analysis of Cosmic Hydrogen (REACH) στη Νότια Αφρική θα είναι αρκετά ισχυρά για να παρατηρήσουν αυτό το αχνό σήμα. Για αυτό περιμένουμε αυτά τα τηλεσκόπια για να δούμε όσα μέχρι σήμερα δε μπορούμε να δούμε στο Σύμπαν!
Σε μια ερευνητική προσπάθεια με επικεφαλής τον αστροφυσικό Thomas Gessey-Jones του Cambridge και το Ινστιτούτο Kavli για την Κοσμολογία, οι επιστήμονες μοντελοποίησαν το σήμα των 21 εκατοστών και διαπίστωσαν πως τα πρώτα αστέρια θα είχαν επίδραση σε αυτό το σήμα και πιθανότατα θα ήταν ανιχνεύσιμη και μετρήσιμη.
Μάλιστα, η έρευνα έδειξε πως θα έμοιαζε αυτό το φαινόμενο όταν συνέβη, για να έχουμε μια εικόνα για το τι πρέπει να κοιτάμε όταν θα έχουμε τις νέες παρατηρήσεις από τα νέα τηλεσκόπια.
«Είμαστε η πρώτη ομάδα που μοντελοποιεί με συνέπεια την εξάρτηση του σήματος των 21 εκατοστών από τις μάζες των πρώτων αστεριών, συμπεριλαμβανομένης της επίδρασης του υπεριώδους φωτός των αστεριών και των εκπομπών ακτίνων Χ από δυαδικά συστήματα ακτίνων Χ που παράγονται όταν πεθαίνουν τα πρώτα αστέρια», λέει η Fialkov.
Το Διαδίκτυο έχει γίνει ένας απέραντος σκουπιδότοπος!
«Αυτές οι γνώσεις προέρχονται από προσομοιώσεις που ενσωματώνουν τις αρχέγονες συνθήκες του Σύμπαντος, όπως η σύνθεση υδρογόνου-ηλίου που παράγεται από τη Μεγάλη Έκρηξη».
Όταν τα τεράστια αστέρια όπως αυτά στην χαραυγή του σύμπαντος, οι πυρήνες τους καταρρέουν από τη βαρύτητα και σχηματίζουν μαύρες τρύπες και αστέρες νετρονίων, που είναι τα πυκνότερα αντικείμενα στο Σύμπαν. Αυτά τα ακραία και βίαια αντικείμενα παράγουν αρκετή ακτινοβολία Χ, ώστε να επιδρούν στην ύλη γύρω τους.
«Οι προβλέψεις που αναφέρουμε έχουν τεράστιες επιπτώσεις στην κατανόησή μας για τη φύση των πρώτων αστεριών στο Σύμπαν», λέει ο αστρονόμος Eloy de Lera Acedo του Cambridge.
«Δείχνουμε στοιχεία που αποδεικνύουν ότι τα ραδιοτηλεσκόπιά μας μπορούν να μας πουν λεπτομέρειες σχετικά με τη μάζα αυτών των πρώτων αστεριών και πώς αυτά τα πρώιμα φώτα μπορεί να ήταν πολύ διαφορετικά από τα σημερινά αστέρια».
Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Nature Astronomy.
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
