Vodonik je najrasprostranjeniji element u svemiru, ali njegovo zračenje iz dalekih epoha nije jednostavno izdvojiti iz mnogo jačih signala koji dopiru do radio-teleskopa. Istraživači kanadskog projekta CHIME sada su pokazali da mogu otkriti njegov slab, zbirni radio-sjaj koristeći podatke sopstvenog instrumenta. Ranije su za potvrdu tog signala morali da upoređuju posmatranja s katalozima galaksija drugih teleskopa. Samostalno izdvajanje otvara mogućnost da se raspored vodonika mapira na velikim razdaljinama i koristi za ispitivanje širenja svemira. To je posebno zanimljivo zbog tamne energije — naziva za još nerazjašnjeni uzrok ubrzanog kosmičkog širenja. Novo merenje ne rešava tu zagonetku, ali daje dodatni način da se njene moguće teorije proveravaju.
CHIME se nalazi u Britanskoj Kolumbiji i svakodnevno posmatra veliki deo severnog neba. Za ovu analizu korišćeni su podaci iz 94 noći posmatranja 2019. godine. Sveža objava Univerziteta Britanske Kolumbije, dakle, ne govori o signalu koji je prvi put stigao ove noći, već o dugom radu na njegovom izdvajanju iz ranije prikupljenih podataka. Smisao metode nije da se detaljno fotografiše svaki pojedinačni oblak gasa. Instrument meri zbirno radio-zračenje vodonika na velikim prostorima i iz njega izvodi kako je materija raspoređena. Takvo mapiranje može obuhvatiti regione koji se drugačije teško ispituju samo kroz svetlost poznatih galaksija, naročito kada naučnike zanima veoma velika prostorna skala.
Najveći protivnik istraživača bio je šum. Radio-signal koji žele da vide slabiji je od mnogih drugih izvora: zračenja bližih nebeskih tela, ljudske tehnologije i smetnji koje može uneti sam instrument. Tim je razvio postupke obrade i zatim više od godinu dana proveravao da li izdvojeni obrazac zaista potiče iz dalekog svemira. Prema njihovoj proceni, posmatrani signal dolazi iz vremena kada je svemir bio star približno pet milijardi godina. To ne znači da je vodonik „star pet milijardi godina“; označava epohu iz koje je zračenje krenulo prema nama.
Analiza je ukazala da je oko dva odsto tamošnjeg vodonika bilo u neutralnom atomskom obliku, što se široko uklapa u druge procene.
Za istraživanje tamne energije važno je kako je materija raspoređena i kako se taj raspored menja kroz vreme. Ako se meri na različitim udaljenostima, astronomi mogu bolje pratiti istoriju kosmičkog širenja. CHIME za to nudi pristup koji ne zahteva isti tip skupih, detaljnih pregleda ogromnog broja pojedinačnih galaksija. Ipak, prednost u obuhvatu ne znači da jedna metoda može zameniti sve druge. Različita posmatranja imaju različite vrste grešaka; njihovo poređenje ostaje dragoceno upravo zato što se međusobno proveravaju. Sada kada je tim pokazao da se signal može izvući i iz sopstvenih podataka, može preći na mnogo veći skup snimaka koje teleskop već čuva.
Trenutni rezultat koristi mali deo približno sedam godina raspoloživih posmatranja. Sledeći cilj je proširenje analize na druge epohe, uključujući vreme kada je svemir bio još mlađi. Za čitaoca je možda najneobičnije to što veliki naučni pomak nije došao novom fotografijom niti izgradnjom novog teleskopa. Nastao je iz boljeg razumevanja već snimljenog, veoma tihog signala. Univerzum nije promenio ono što nam šalje; istraživači su naučili da u šumu pouzdanije prepoznaju trag vodonika, materije od koje će se kroz kosmičku istoriju oblikovati zvezde.
S.B.
