Необичайна находка разпали вълнение за пределите на изследване на познатата вселена. Сигналът беше открит при специална и значителна дължина на вълната, известна като „21-сантиметрова линия“, или „водородна линия“, която се излъчва от неутрални водородни атоми. Откриването на водородната линия от такава далечна галактика - и следователно толкова рано във Вселената - от Giant Metrewave Radio Telescope в Индия може да означава, че астрономите са готови да започнат да изследват формирането на най-ранните звезди и галактики.

Сигналът от звездообразуващата галактика SDSSJ0826+5630 е излъчен, когато нашата галактика на 13.8 милиарда години е била само на 4.9 милиарда години. Сигналът позволи на астрономите да измерят съдържанието на газ в галактиката и да установят, че нейната маса е двойно по-голяма от тази на видимите звезди в ранната галактика.

Галактиките излъчват електромагнитно лъчение или светлина в широк диапазон от дължини на радиовълните, но досега радиовълни с дължина на вълната от 21 cм са били наблюдавани само от близки и следователно по-нови галактически източници.

„Това е еквивалентно на поглед назад във времето от 8.8 милиарда години“, казва водещият автор и постдокторант Арнаб Чакраборти, водещият автор и докторант по физика на университета Макгил в изявление. „Една галактика излъчва различни видове радиосигнали. Досега беше възможно да се улови този конкретен сигнал само от галактика наблизо, ограничавайки нашите знания до тези галактики, които са по-близо до Земята.“

Трудността при забелязването на тези дължини на вълните от по-далечни галактики се дължи на факта, че докато електромагнитното лъчение от ранните галактики изминава огромни разстояния до Земята, разширяването на Вселената разтяга дължината на вълната и води до намаляване на нейната енергия. Това означава, че телескопите на Земята се нуждаят от естествен тласък, за да виждат дълговълнови нискоенергийни радиовълни като сигнала на водородната линия.

Екипът обаче успя да направи рекордното откриване, използвайки явление, предсказано като част от теорията на общата теория на относителността, геометричната теория на гравитацията на Айнщайн, предложена за първи път през 1915 г.

Общата теория на относителността предполага, че обекти с маса изкривяват пространство-времето подобно на това как топка, поставена върху опънат гумен лист, ще натежи в центъра и точно както в тази аналогия, колкото по-голяма е масата, толкова по-екстремна е кривината.

Това означава, че изключително масивен обект като черна дупка или галактика причинява екстремна кривина в пространство-времето, точно както топката за боулинг би причинила екстремната кривина на листа в аналогията.

Това изкривяване на пространство-времето кара светлината да се огъва, както и да преминава покрай обекти с огромна маса. Феномен, известен като гравитационна леща, възниква, когато обект на преден план или леща с огромна маса седи между наблюдател и фонов източник, което кара светлината от фоновия обект да се извива и да поема по различни пътища през и около лещата. Това не само може да накара един обект да се появи в множество точки в небето, но може също така да има ефект на увеличаване на тази светлина.

В случая на SDSSJ0826+5630 сигналът на радиовълните беше увеличен от друга галактика между ранната галактика, действаща като тяло на лещи. „Това на практика води до увеличение на сигнала с коефициент 30, което позволява на телескопа да го улови“, казва съавторът и доцент в катедрата по физика в Индийския научен институт Нирупам Рой.

Екипът от астрономи вярва, че откриването на сигнала на водородната линия от тази ранна галактика показва, че е възможно да се наблюдават радиосигнали от други далечни галактики през ранната епоха на Вселената.

Снимка: National Centre for Radio Astrophysics

Виж още: Новият стандарт за безжично зареждане Qi2 идва в края на 2023 г.