Età oscura dell’universo: un segnale radio potrebbe svelarne i segreti

Usando lo spazio-tempo deformato con una lente d’ingrandimento, un gruppo di astronomi ha captato il segnale più distante del suo genere da una galassia remota, che potrebbe spiegarci come si è formato il nostro universo. Il segnale proveniva dalla galassia SDSSJ0826+5630, situata a 8,8 miliardi di anni luce dalla Terra, il che significa che il segnale è stato emesso quando l’universo era all’incirca a un terzo della sua età attuale.

Il segnale sta ad indicare l’emissione dell’elemento più primordiale dell’intero universo: l’idrogeno neutro. Quest’ultimo dopo il Big Bang era presente ovunque, come una nebbia turbolenta da cui alla fine si formarono le prime stelle e galassie. Gli astronomi hanno cercato a lungo segnali distanti dall’idrogeno neutro nella speranza di trovare il momento in cui le prime stelle hanno iniziato a brillare, ma quei segnali si sono rivelati difficili da individuare, date le straordinarie distanze coinvolte.

Universo, un segnale radio può spiegare i suoi segreti durante l’età oscura

Ora un nuovo studio ha mostrato che un effetto, chiamato lente gravitazionale, potrebbe aiutare gli esperti a individuare prove di idrogeno neutro. Come sappiamo una galassia manda diversi segnali radio. Fino ad ora, è stato possibile catturare questo particolare segnale solo da una galassia vicina, limitando la nostra conoscenza a quelle galassie più vicine alla Terra. L’idrogeno neutro, forgiato 400.000 anni dopo la nascita dell’universo, popolando il cosmo primordiale durante la sua cosiddetta età oscura, prima che le prime stelle e galassie venissero ad esistere.

Quando le stelle si stanno formando, emettono una feroce luce ultravioletta che strappa gli elettroni da gran parte degli atomi di idrogeno nello spazio che li circonda, ionizzando così gli atomi in modo che non siano più neutri. Alla fine, le giovani stelle perdono la loro intensità ultravioletta e alcuni degli atomi ionizzati si ricombinano in idrogeno neutro. Rilevare e studiare quest’ultimo invece porta a capire e a fornire informazioni sulla vita delle prime stelle e non solo. L’idrogeno neutro emette luce a una lunghezza d’onda caratteristica di 21 centimetri. Tuttavia usare i segnali dell’idrogeno neutro per studiare l’universo primordiale è un compito difficile. Fino ad ora, il segnale di idrogeno più lontano rilevato a 21 cm era a 4,4 miliardi di anni luce di distanza.

La lente gravitazionale si verifica quando un oggetto massiccio si trova tra i nostri telescopi e la sua sorgente. In questo caso, l’oggetto di deformazione spaziale era la gigantesca galassia di formazione stellare SDSSJ0826+5630, che ha usato il suo potente effetto di deformazione per agire come una lente che ha messo a fuoco un debole e distante segnale di idrogeno neutro. In questo caso specifico, il segnale è piegato dalla presenza di un altro corpo massiccio, un’altra galassia, tra il bersaglio e l’osservatore. Ciò si traduce effettivamente nell’ingrandimento del segnale di un fattore 30, consentendo al telescopio di captarlo.

Ora che i ricercatori hanno trovato un modo per sondare nubi di idrogeno precedentemente irraggiungibili, vogliono usarlo per migliorare la mappatura dell’universo attraverso le sue varie ere cosmologiche e, si spera, individuare il momento in cui le prime stelle hanno iniziato a brillare.

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