Канадский радиотелескоп CHIME впервые смог самостоятельно зафиксировать слабое радиоизлучение водорода из далёкой Вселенной. Это открытие может удешевить и ускорить исследования тёмной энергии – загадочной силы, которая, как считается, заставляет Вселенную расширяться всё быстрее. Понимание природы тёмной энергии остаётся одной из главных нерешённых задач современной физики.
Водород – самый распространённый элемент во Вселенной, и его излучение позволяет отследить, как материя распределялась в пространстве миллиарды лет назад. Составив карту этого распределения, астрономы могут реконструировать историю расширения космоса и проверить существующие теории о тёмной энергии. До сих пор для подобных исследований телескопу CHIME требовалось сверять свои данные с результатами наблюдений других обсерваторий, которые ведут дорогостоящие обзоры галактик.
Новый метод позволяет обходиться без сторонних данных. CHIME напрямую измеряет совокупное радиоизлучение самого водорода, что даёт возможность исследовать гораздо большие области космоса и заглядывать дальше в прошлое. Такой подход значительно дешевле и не зависит от других проектов, которые к тому же в основном изучают лишь плотные и горячие области, где формируются звёзды.
Сигнал от древнего водорода чрезвычайно слаб и утопает в космическом шуме – помехах от других источников во Вселенной, земных технологий и даже самого телескопа. Команда проекта потратила больше года, чтобы при помощи новых методов обработки данных выделить его и убедиться, что это не ошибка. Анализ показал, что зафиксированный сигнал исходит от водорода из эпохи, когда Вселенной было около пяти миллиардов лет.
Результат основан на данных, собранных всего за 94 ночи наблюдений в 2019 году. В распоряжении учёных есть архив почти за семь лет работы телескопа. Теперь они планируют применить новую методику для изучения более раннего периода, когда возраст Вселенной составлял лишь три миллиарда лет. Это не только поможет в изучении тёмной энергии, но и позволит уточнить модели формирования и эволюции галактик.
