Огляд нових досліджень дозволяє розкрити природу перших зірок Всесвіту через вивчення 21-сантиметрового сигналу водню.
Ключовим етапом еволюції Всесвіту є Космічний світанок — період, коли сформувались перші зірки. Через відсутність можливості прямого спостереження, дослідники вивчають наслідки їхньої дії на навколишній простір. Одним із таких наслідків є 21-сантиметровий сигнал, що випромінюється нейтральним воднем — найпростішим хімічним елементом. Цей сигнал — “тонкий радіохвильовий відгук раннього Всесвіту” — містить дані про фізику та розміри зірок Популяції III, першого зоряного покоління.
Проєкти REACH і SKA покликані виявити ці слабкі сигнали, що сформувались за 100 мільйонів років після Великого вибуху. “Це унікальна можливість дізнатися, як перше світло Всесвіту з’явилося з темряви”, — наголосила професорка Анастасія Фялкова. Її команда розробила модель, що враховує ультрафіолетове та рентгенівське випромінювання перших зірок. Особливу увагу вони приділили рентгенівським подвійним системам, де одна зірка вже завершила своє життя і перетворилася на компактний об’єкт.
Отримані результати показали, що 21-сантиметровий сигнал є чутливим до маси та світності перших зірок, що дає змогу оцінити ці параметри без візуального контакту. “Ми перші, хто послідовно змоделював залежність 21-сантиметрового сигналу від маси перших зірок”, — підкреслила Фялкова. Її висновки змінюють уявлення про структуру Всесвіту в його ранній фазі. Попередні моделі недооцінювали вплив рентгенівських джерел, що тепер визнані визначальними у формуванні сигналу.
На відміну від космічного телескопа Джеймса Вебба, REACH і SKA не фіксують зображення, а працюють зі статистикою — “потрібно трохи уяви, щоб пов’язати радіодані з історією перших зірок”, — зазначила вона. Проте саме статистичний підхід дозволяє зібрати узагальнені дані про цілі зоряні популяції. За словами доктора Елоя де Лери Аседо, “наші радіотелескопи можуть надати детальну інформацію про масу цих перших зірок”. Ці відкриття формують нове бачення космології, де замість світла важливими є радіохвильові відлуння.
Таким чином, дослідження 21-сантиметрового сигналу не лише розкриває природу найперших світил, а й трансформує підхід до вивчення початкових етапів еволюції Всесвіту.