De nasleep van de oerknal - het moment waarop ons universum ongeveer 13, 8 miljard jaar geleden explodeerde - was een beetje anticlimactisch.
Na alle hullabaloo was het universum geruime tijd koud en donker, vol straling en wolken waterstofgas. Sterren verschenen pas miljoenen jaren later, een moment genaamd Cosmic Dawn. Nu, meldt Hannah Devlin van The Guardian, ontdekten onderzoekers signalen van wat zij denken dat die allereerste sterren zijn. Als de vondst wordt bevestigd, kan dit wetenschappers een kijkje in de oude oorsprong van het universum geven.
Zoals Sarah Kaplan bij The Washington Post meldt, is het licht van deze sterren veel te zwak voor telescopen om te zien. Maar wetenschappers hebben voorgesteld dat wanneer de eerste sterren knipogen, de fonkelende lichtbollen in wisselwerking zouden hebben gestaan met overblijvende straling van de oerknal en een onuitwisbare indruk achterlaten. En in 1999 suggereerden astrofysici dat dit zeer zwakke signaal detecteerbaar zou kunnen zijn. Door deze achtergrondstraling, bekend als de Cosmic Microwave Background (CMB), zorgvuldig te onderzoeken, geloofden ze dat ze een dip in het spectrum konden vinden door de vroege flikkeringen van het licht.
Dat signaal vinden was echter geen eenvoudige taak. Er werd voorspeld dat het pal in het midden van de FM-radiogolven zou liggen, wat betekent dat terrestrische uitzendingen en andere natuurlijke signalen de zwakke dip gemakkelijk kunnen overweldigen. Volgens een persbericht gebruikten onderzoekers EDGES (Experiment to Detect Global EoR Signature), een kleine, zeer nauwkeurige tafelvormige antenne in West-Australië, om de rommel te doorbreken.
In wezen slokt de antenne de beschikbare radiogegevens op, die onderzoekers vervolgens zorgvuldig kunnen doorzoeken. Zoals Kaplan rapporteert, vergelijkt Peter Kurczynski, programmadirecteur van de National Science Foundation, het proces met het inschakelen van alle radiostations op één na, en dan op zoek naar het ontbrekende station. "Het team moet radiogolven oppikken en vervolgens zoeken naar een signaal dat ongeveer 0, 01% is van het vervuilende radiogeluid afkomstig van onze eigen melkweg, " vertelt Andrew Pontzen, een kosmoloog aan het University College London, aan Devlin. "Het is naald-in-een-hooiberggebied."
(NR Fuller / National Science Foundation) Na hard en dicht signalen af te wieden, vond het team in feite wat ze zochten - een dip in de golflengte die suggereerde dat de Cosmic Dawn ongeveer 180 miljoen jaar na de oerknal plaatsvond. Twee jaar lang zochten ze naar alternatieve verklaringen en herpositioneerden ze de EDGES-antenne om de nauwkeurigheid van hun meting te testen. Maar ze kwamen tot dezelfde conclusie: ze zagen signalen van de eerste fonkelingen in ons universum. Ze publiceerden hun vondst deze week in het tijdschrift Nature .
Hoofdauteur Judd Bowman, astrofysicus aan de Arizona State University, vertelt Kaplan dat deze vroege sterren nogal verschillen van onze zon en andere moderne sterren. De sterren waren blauw en brandden snel, samengesteld uit de enige elementen in het vroege universum - helium en waterstof. Uiteindelijk explodeerden de sterren en creëerden ze zwaardere elementen zoals zuurstof en koolstof, de ingrediënten die nodig zijn voor het leven. "Deze sterren maakten de zaden voor alles wat er uit kwam", zegt hij. “Het is in zekere zin als de meststof op het veld. Je kunt de gewassen niet telen zonder de juiste ingrediënten in de mix te doen. Dat is wat deze sterren deden. "
De signaaldip was heel anders dan de onderzoekers hadden verwacht. Het was zelfs twee keer zo groot als de modellen suggereerden. Wat dat betekent, legt Devlin uit, is dat de oorspronkelijke waterstof tweemaal zoveel straling absorbeerde als voorspeld, en het vroege universum was waarschijnlijk zelfs kouder dan gedacht, ruwweg -454 Fahrenheit.
Voor hulp bij het interpreteren van de vondst hebben zij de astrofysicus Rennan Barkana van de Universiteit van Tel Aviv geraadpleegd. In een begeleidende studie betoogt hij dat de discrepantie kan worden verklaard door donkere materie, een theoretisch type materie dat helpt onze waarnemingen van het universum te verklaren. Barkana beweert dat interacties tussen donkere materie en normale materie de radiosignatuur kunnen verklaren.
Harvard-astronoom Lincoln Greenhill waarschuwt in een analyse voor Nature dat de vondst verdere bevestiging behoeft. Maar het kan grote implicaties hebben, waardoor astronomen de 3D-structuur van het universum in kaart kunnen brengen en nieuwe inzichten kunnen geven in deze vroege donkere eeuwen. Het zou zelfs onderzoekers kunnen helpen om eindelijk het mysterie van wat donkere materie echt is, te kraken.
