Când s-au născut primele stele în Univers? Se pare că la scurtă vreme după Big Bang, după o perioadă în care întunericul a dominat Universul timpuriu. Semnale ale acestor prime stele au fost captate de către un telescop din Australia. Măsurătorile efectuate ar putea contribui (și) la elucidarea misterului materiei întunecate.
La ora actuală, modelul standard al cosmologiei ne spune că Universul a luat naștere acum circa 13.8 miliarde de ani, în urma unui eveniment denumit Big Bang. Acest eveniment a generat spațiul, timpul și materia. Un Univers inițial extrem de cald, format din particule elementare, precum cuarcii si electronii, aflat într-o expansiune ce continuă și în prezent.
În Univers există structuri precum galaxiile care conțin, la rândul lor, miliarde și miliarde de stele, Soarele nostru fiind una dintre ele. Când a luat însă naștere prima stea? La această întrebare a găsit răspuns o echipă de cercetătorii care a folosit antena EDGES (Experiment to Detect Global EoR Signature), amplasată în vestul Australiei, într-o regiune izolată, îndepărtată pe cât posibil de eventuale surse de unde electromagnetice. EDGES, care măsoară unde radio ce provin din Univers, a captat semnale de la primele stele care s-ar fi format în urmă cu circa 13.6 miliarde de ani – deci când Universul ar fi avut doar 180 de milioane de ani. Un adevărat record!
CITIȚI ȘI: S-a născut o stea… și trei planete!
La început, la circa 300.000 de ani după Big Bang, în Univers exista mai ales hidrogen, sub formă de gaz, și radiație electromagnetică (Cosmic Microwave Background Radiation, CMBR). CMBR există și în prezent și este studiată de astronomi tocmai pentru a înțelege istoria și evoluția Universului, întrucât evenimentele care au avut loc de-al lungul anilor au lăsat o amprentă în acest fond de radiație.
Pe măsură ce Universul a evoluat, variațiunile de densitate, prin atracția gravitațională exercitată, au dus la acumularea de hidrogen în anumite regiuni în care, prin inițierea reacțiilor de fuziune nucleară, au luat naștere primele stele. Acestea erau foarte masive, aveau o lumină albastră și o viață foarte scurtă. Radiația pe care o emiteau a fost absorbită de către gazul înconjurător, atomii de hidrogen fiind excitați, ceea ce a dus și la o absorbție a radiației din CMBR la lungimi de undă caracteristice. Rezultă că studiul CMBR ar trebui să ne dea informații legate de primele stele. Semnalul însă este extrem de slab, variațiuni ale radiației de fond de doar 0.01% față de ceea ce provine din galaxia noastră în unde radio fiind de așteptat.
CITIȚI ȘI: Masa limită a stelelor de neutroni și inima lor stranie
Este exact ceea ce au măsurat astronomii de la EDGES. Semnale în unde radio, ținând cont de deplasarea spre roșu datorită expansiunii Universului, care corespundeau primelor stele, au fost măsurate și caracterizate. Tocmai deplasarea spre roșu a permis stabilirea faptului că aceste prime stele s-au născut la circa 180 milioane de ani de la Big Bang.
Rezultatele cercetării, deosebit de importante, au fost publicate în revista Nature. După cum declara Peter Kurczynski de la National Science Foundation din SUA, măsurarea acestui semnal este precum „ascultarea bătăilor aripilor unui colibri în mijlocul unui uragan”.
Semnalul măsurat corespunde unei temperaturi a Universului mai mici decât cea așteptată. Acest fapt este misterios și ulterioare măsurători vor confirma sau nu această constatare. Dacă totuși așa stau lucrurile, s-ar putea ca „vinovatul” să fie materia întunecată – acea formă de materie care exercită atracție gravitațională, dar pe care nu reușim să o vedem; ea ar reprezenta circa 85% din toată materia din Univers. Materia întunecată ar fi putut absorbi parte din energia generată de primele stele, dacă particulele din care ar fi alcătuită ar avea o masă mică.
CITIȚI ȘI: Planete dintr-o altă galaxie descoperite cu ajutorul teoriei lui Einstein
În 2020 vor intra în functiune radio-telescoapele de la SKA (Square Kilometer Array), o rețea de telescoapre instalate în Australia și Africa de Sud, care vor reuși să efectueze studii mult mai detaliate asupra semnalelor care provin din Univers, inclusiv de la primele stele, dându-ne informatii, sperăm, despre materia întunecată.
