Tomēr palūkoties tik tālu atpakaļ laikā nav viegli. Džūds Boumens un Alans Rodžers no Masačūsetsas tehnoloģiju institūta ir izveidojuši mazizmēra radioeksperimentu, kura ietvaros viņi cer reģistrēt vēl agrāk neredzētu signālu no rejonizācijas laikmeta agrīnajā Visumā. Šis atklājums būtiski ietekmētu izpratni par pirmo galaktiku veidošanos un attīstību.

"Mūsu mērķis ir uztvert signālu no rejonizācijas laikmeta. Mēs vēlamies noskaidrot, kad veidojās pirmās galaktikas, lai saprastu, kāda tipa zvaigznes tajās bija, un kā tās ietekmēja savu apkārtni," teica Boumens.

Boumens un Rodžers nogādāja radiospektrometru EDGES uz Mērčinsona radioastronomijas observatoriju Austrālijas austrumos, lai pētītu radioviļņu spektru diapazonā no 100 līdz 200 MHz. Lai arī instruments izskatās ļoti vienkāršs, jo tam ir tikai antena, pastiprinātājs, dažas kalibrēšanas shēmas un dators, kuru darbina Saules enerģija, uzdevums, kuru tam jāpaveic, ir ļoti sarežģīts. Tā vietā, lai meklētu pašas agrīnās galaktikas, eksperimenta ietvaros tiek meklēta ūdeņraža gāze, kas atradās starp šīm galaktikām. Kā uzskata Boumens un Rodžers, tad uzdevums ir ļoti grūts, bet tomēr nav neiespējams.

"Šī gāze izstaroja viļņus, kuru garums bija 21 cm, kas mūsdienās ir izstiepti līdz  2 m," paskaidroja Boumens. "Kad veidojās pirmās galaktikas, tās jonizēja pirmatnējo ūdeņradi ap tām un izraisīja šīs radiojoslas pazušanu. Tādēļ nosakot, kad šī josla ir atrodama vai nē, mēs netieši varētu iegūt informāciju par pirmajām galaktikām, un kā tās veidojās agrīnajā Visumā."

Tā kā 21 cm līnijas sarkanā nobīde kļūst arvien izteiktāka agrākos Visuma attīstības laika periodos, starpgalaktikās ūdeņraža gāzes izzušanai vajadzētu izpausties kā būtiskām izmaiņām radio spektrā, kuras Boumens un Rodžers varētu konstatēt sava eksperimenta ietvaros.

Tiek prognozēts, ka 21 cm līnijas sarkanās nobīdes mērījumi varētu izrādīties ļoti spēcīgs jonizācijas ēras izpētes veids, bet vienlaikus arī ļoti grūts. Eksperiments turpinās jau trīs mēnešus, kas ir visai ilgs novērošanas laiks, bet jāņem vērā, ka signāls ir ārkārtīgi vājš, ja salīdzina ar citiem radiosignālu avotiem Visumā.

"Mēs rūpīgi izstrādājām un uzbūvējām šo vienkāršo instrumentu un uzsākām novērojumus radioviļņu spektrā, reģistrējot visdažādāko radiostarojumu, kas izrādījās aptuveni 10 000 spēcīgāks nekā teorētiski prognozētais mums vajadzīgais signāls," teica Boumens. "Tas nebija pārsteigums, jo zinājām, uz ko esam parakstījušies, bet tas nozīmē, ka ir ļoti grūti ieraudzīt šo signālu."

Debesīs zemas frekvences radiodiapazonā dominē starojums no mūsu galaktikas, kas ir daudz spēcīgāks nekā starojums no Visuma pirmsākumiem. Pievienojiet vēl televīzijas, radio, zemās orbīta pavadoņu un citu sakaru raidītāju radītos traucējumus, un rejonizācijas laikmeta signāla reģistrācija pārvēršas par gandrīz neiespējamu uzdevumu. Šo traucēkļu novākšana ir viens no svarīgākajiem jautājumiem, kuri tiek ņemti vērā, veidojot instrumentu un datu apstrādes metodes. Par laimi daudziem no šiem signāliem ir specifiskas iezīmes, kas ļauj tos nodalīt no sagaidāmajiem rejonizācijas laikmeta signāliem.

Pēc rūpīgas novērojumu rezultātu izpētes, Boumens un Rodžers spēja parādīt, ka gāzes jonizācija nenotika ļoti ātri. Šis ir pirmais gadījums, kad ir izdevies iegūt informāciju par pirmatnējo gāzi rejonizācijas laikmetā

"Mēs nojaucam šķēršļus, lai atvērtu jaunu logu uz Visuma pirmsākumiem," piebilda Boumens.

Šobrīd tiek veidoti jauni lielie radioteleskopi, ar kuriem varēs veikt vēl labākus 21 cm līnijas pētījumus. Viena šāda teleskopa celtniecību vada Boumens. Tas ir Mērčinsona plaša lauka apgabals.

"Mūsu galamērķis ir karte, kurā redzams, kā un kad sākās rejonizācija. Tā kā pagaidām mēs šīs kartes vēl nevaram veidot, mēs sākām darbu ar šiem vienkāršajiem eksperimentiem, lai noteiktu gāzes pamatīpašības un to, cik ātri galaktikas to izmainīja," paskaidroja Boumens. "Tas uzlabos mūsu izpratni par Visuma attīstību lielā mērogā."

Arizona State University

Komentāri