Dugo se smatralo da je svemir u svojim najranijim trenucima, prije paljenja prvih zvijezda, bio iznimno hladno i mračno mjesto. No, revolucionarna studija koju je proveo Međunarodni centar za istraživanje radioastronomije (ICRAR) preokreće ovu pretpostavku, otkrivajući da je kozmos bio "predgrijan" puno prije nego što je prva svjetlost obasjala tamu. Ovo iznenađujuće saznanje, proizašlo iz potrage za neuhvatljivim signalom iz davne prošlosti, nudi novi uvid u evoluciju našeg svemira, piše Science Alert.
U potrazi za kozmičkom zorom
Nakon Velikog praska, svemir je ušao u razdoblje poznato kao "Kozmičko mračno doba". Nije bilo zvijezda ni galaksija, samo golemi oblaci neutralnog vodika koji su se polako zgušnjavali pod utjecajem gravitacije. To je trajalo stotinama milijuna godina. Kraj ovog mračnog doba označila je "Epoha reionizacije", trenutak kada su se pod vlastitom težinom urušili prvi džepovi plina i formirale prve zvijezde.
Te prve zvijezde, poznate kao Populacija III, bile su goleme, nevjerojatno vruće i sjajne. Njihovo intenzivno ultraljubičasto zračenje počelo je ionizirati okolni vodik, razdvajajući atome na protone i elektrone. Taj je proces učinio svemir prozirnim za svjetlost, omogućivši joj da putuje golemim udaljenostima i, naposljetku, stigne do naših teleskopa. Upravo je ta epoha, koja se dogodila otprilike milijardu godina nakon Velikog praska, ključna za razumijevanje kako su nastale strukture koje danas vidimo.
Neočekivani trag u radijskim valovima
Kako bi zavirili u to rano razdoblje, astronomi se oslanjaju na specifičan radijski signal, takozvanu vodikovu liniju od 21 centimetra. Vjeruje se da ovaj signal nosi ključne informacije o uvjetima koji su vladali prije i tijekom reionizacije. Tim znanstvenika s [ICRAR-a](https://www.icrar.org/), predvođen Sveučilištem Curtin, koristio je moćni radioteleskop Murchison Widefield Array (MWA) u Zapadnoj Australiji kako bi uhvatio taj drevni signal.
Zadatak je bio monumentalno težak. "Svemir je krcat izvorima radijskih signala", objašnjava dr. Ridhima Nunhokee, jedna od voditeljica istraživanja. "To uključuje emisije obližnjih zvijezda i galaksija, smetnje iz Zemljine atmosfere, pa čak i šum koji stvara sam teleskop. Tek nakon pažljivog oduzimanja svih tih 'signala iz prednjeg plana' preostali podaci mogu otkriti signale iz Epohe reionizacije."
Koristeći nove metode za obradu podataka i integrirajući desetljeće promatranja s MWA teleskopom, tim je uspio stvoriti dosad najčišću sliku ranog svemira. Iako još uvijek nisu izravno detektirali vodikovu liniju, njihovi su podaci otkrili nešto neočekivano.
Topliji početak nego što se mislilo
Analiza je pokazala da je međugalaktički plin bio znatno topliji nego što su predviđali modeli koji su pretpostavljali iznimno hladne uvjete. Da je svemir bio ultrahladan, MWA bi detektirao snažniji signal. Njegov izostanak jasan je pokazatelj da je plin već bio zagrijan.
"Kako se svemir širio, plin između galaksija se hladio, pa bismo očekivali da je bio vrlo, vrlo hladan", kaže profesorica Cathryn Trott, voditeljica projekta. "Naša mjerenja pokazuju da je bio zagrijan za određeni iznos. Ne puno, ali dovoljno da nam kaže kako je vrlo hladna reionizacija isključena."
Istraživači vjeruju da su najvjerojatniji izvor ovog "predgrijavanja" bili rani izvori rendgenskih zraka, poput novonastalih crnih rupa i ostataka prvih masivnih zvijezda, čija se energija širila svemirom i zagrijavala neutralni vodik čak i prije nego što je reionizacija uzela puni zamah.
Pogled u budućnost
Ovo otkriće ne samo da sužava moguće scenarije za evoluciju ranog svemira, već i pruža neprocjenjive lekcije za buduća istraživanja. Tehnike razvijene za čišćenje signala bit će ključne za nadolazeće projekte poput teleskopa Square Kilometre Array (SKA), koji će imati još veću osjetljivost za pronalaženje signala kozmičke zore. U međuvremenu, teleskopi poput Jamesa Webba traže izravnu svjetlost prvih galaksija, nadopunjujući radijska promatranja.
Znanstvenici su uvjereni da su bliže nego ikad konačnom otkriću. "Signal je definitivno zakopan unutra", zaključuje dr. Nunhokee.
"Samo je pitanje poboljšanja naših podataka, dobivanja više podataka i čišćih podataka kako bismo ga dosegli." Svaki korak, pa i onaj koji donese iznenađenje, približava nas odgovoru na jedno od najdubljih pitanja: kako je svemir postao mjesto kakvo poznajemo danas?