Když se díváme do hlubokého vesmíru, díváme se zároveň do minulosti. Astronomové se dnes snaží zachytit jednu z nejtišších ozvěn, jaká vůbec existuje - slabý 21centimetrový rádiový signál pocházející z atomů vodíku v období takzvaných „temných věků vesmíru“.

V té době ještě neexistovaly hvězdy ani galaxie, jen rozsáhlá mračna neutrálního vodíku. Právě tato látka se stala přirozeným „teploměrem“ raného vesmíru. Když se později začaly rodit první hvězdy a černé díry, jejich záření postupně ohřívalo plyn mezi galaxiemi - a to zanechalo stopu, kterou se vědci pokoušejí rozpoznat dodnes.

MWA: okno do dávné minulosti

Vědecký tým vedený dr. Nunhokee zpracoval data nasbíraná během devíti let provozu radioteleskopu Murchison Widefield Array (MWA), který se nachází v odlehlé oblasti Západní Austrálie. Místo bylo zvoleno záměrně – stovky kilometrů daleko od měst, mobilních sítí i rozhlasového vysílání, aby se minimalizoval rušivý šum.

Cílem bylo zachytit nesmírně slabý signál 21 cm z neutrálního vodíku. Problém je v tom, že tento signál je až milionkrát slabší než rušení, které vytváří naše vlastní galaxie Mléčná dráha. Vědci proto museli použít sofistikované metody filtrování a matematické modely, aby oddělili „šepot vesmíru“ od hlučného pozadí.

Co objevili (a co ne)

Výsledky studie, které nyní vyšly v odborném časopise, jsou pro vědce přelomové. Ačkoli se nepodařilo přímo zachytit výraznou absorpční stopu, která by odpovídala extrémně chladnému vesmíru, tým dokázal vyloučit, že by raný vesmír byl chladnější, než předpokládají standardní modely. Namísto toho se ukazuje, že mezigalaktické prostředí bylo už tehdy ohříváno – pravděpodobně rentgenovým zářením z prvních černých děr a hvězdných zbytků. Jinými slovy, kosmické rozsvícení světel začalo o něco dříve, než se myslelo.

Zdroj: Shutterstock

Krok k nové éře astronomie

Získaná data představují zatím nejpřesnější omezení 21cm signálu z období takzvaného kosmického úsvitu (Cosmic Dawn), tedy doby, kdy se formovaly první hvězdy z vodíku a helia. Výzkum je přitom i ukázkou obrovského technologického pokroku - tým musel zpracovat téměř deset petabajtů dat a odstranit stovky forem šumu způsobeného nejen Zemí, ale i samotným teleskopem.

Přichází SKA

Další krok přijde s novým radioteleskopem Square Kilometre Array (SKA), který se právě staví v Austrálii a Jižní Africe. Na rozdíl od MWA bude mít SKA tak obrovskou citlivost, že mu bude stačit jen několik hodin pozorování, aby zachytil signál, který vědci hledali téměř dekádu.

Podle odhadů by první přesné měření 21cm emisí z doby temna mohlo přijít už v polovině této dekády. To by znamenalo skutečný průlom - poprvé bychom mohli vidět, jak se vesmír probouzel k životu.