Astronomi cercano di intercettare primi segnali dell’universo, vecchi più di 12 miliardi di anni

Rappresentazione simulata dell'epoca della reionizzazione con idrogeno neutro in rosso che viene gradualmente ionizzato (credito: Paul Geil and Simon Mutch)

Un gruppo di scienziati, guidato da Nichole Barry dell’Università di Melbourne, sta cercando di studiare l’universo quando era poco più di un “infante”.
Nello specifico i ricercatori stanno analizzando più dettagliatamente i dati raccolti dal Murchison Widefield Array (MWA), un osservatorio composto da 4096 antenne dipolari situate nell’entroterra australiano, per comprendere una delle più importanti fasi iniziali del nostro universo, la cosiddetta “epoca della reionizzazione”.

Rilevare radiazioni dell’idrogeno neutro

Questo osservatorio ha iniziato a funzionare nel 2013 e può rilevare le radiazioni elettromagnetiche emesse dall’idrogeno neutro.
Questa è una caratteristica importante perché questo gas era uno degli elementi più presenti nell’universo “infantile”, ossia nel periodo subito dopo il big bang quando la zuppa di neutroni e protoni, non ancora connessi tra loro, iniziava a raffreddarsi.

Intercettare l’emissione d’onda di questo gas permetterà di comprendere di più riguardo alla cosiddetta Epoca della Reionizzazione (Epoch of Reionisation, EoR), una delle prime importanti fasi dell’universo durante la quale gli atomi di idrogeno cominciarono a raggrupparsi formando le prime stelle.

Nessuno c’è mai è riuscito

Ad oggi nessuno è ancora riuscito ad osservare direttamente questo fenomeno, come rileva la stessa Barry, ma questa ricerca, i cui primi risultati sono stati per ora pubblicati su arXiv, “ci avvicina molto più a questo obiettivo.”
I ricercatori stanno infatti tentando di intercettare l’idrogeno neutro che in quel periodo, poche centinaia di milioni di anni dopo il big bang, dominava lo spazio e il tempo irradiandosi ad una lunghezza d’onda di 21 cm.

Segnale debolissimo vecchio 12 miliardi di anni

Oggi questo segnale esiste ancora anche se l’irradiazione avviene ad una lunghezza d’onda più lunga, forse oltre i due metri, a causa dell’espansione stessa dell’universo.
Si tratta di un segnale, quello che stanno tentando di intercettare gli astronomi, che ha più di 12 miliardi di anni e che è “eccezionalmente debole” . Questo senza contare che ci sono molte galassie e oggetti di ogni tipo tra il segnale stesso e noi, come specifica Cathryn Trott, astronoma della Curtin University ed altra ricercatrice impegnata nel progetto.

Nuove tecniche e primi risultati

Per il momento stanno sviluppando nuove tecniche in base alle quali hanno già potuto escludere alcuni dei modelli più estremi riguardanti la datazione precisa dell’inizio e della fine dell’Epoca della Reionizzazione e hanno già potuto escludere che sia accaduta molto rapidamente e che le condizioni fossero molto fredde.

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