Ένα αχνό ραδιοσήμα από ουδέτερο υδρογόνο, από την εποχή που το Σύμπαν ήταν περίπου 5 δισεκατομμυρίων ετών, δείχνει ότι το καναδικό CHIME μπορεί να χαρτογραφεί την ύλη με πιο άμεσο τρόπο. Για τους κοσμολόγους, αυτό δεν είναι απλώς μια τεχνική επιτυχία: τέτοιοι χάρτες μπορούν να ελέγξουν υποθέσεις για τη σκοτεινή ενέργεια, την άγνωστη μορφή ενέργειας που συνδέεται με την επιταχυνόμενη διαστολή του Σύμπαντος.

Το CHIME, δηλαδή το Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment, σχεδιάστηκε ακριβώς για να μετρά τη ραδιοεκπομπή του υδρογόνου σε μεγάλες κοσμικές κλίμακες. Ο Mark Halpern, επικεφαλής ερευνητής του CHIME στο Πανεπιστήμιο της Βρετανικής Κολομβίας (University of British Columbia), περιέγραψε το αποτέλεσμα ως νέα τεχνική για τη μελέτη του Σύμπαντος και ως σημαντικό βήμα για ένα όργανο που κατασκευάστηκε στον Καναδά με αυτόν τον στόχο.

Το υδρογόνο είναι το πιο κοινό στοιχείο στο Σύμπαν και, όταν βρίσκεται σε ουδέτερη ατομική μορφή, αφήνει ένα εξαιρετικά αμυδρό σήμα στα ραδιοκύματα. Αυτό το σήμα λειτουργεί σαν ιχνηθέτης: δείχνει πού συγκεντρώνεται η ύλη και πώς σχηματίζονται οι μεγάλες δομές του Σύμπαντος. Επειδή η ανάπτυξη αυτών των δομών επηρεάζεται από την κοσμική διαστολή, οι μετρήσεις μπορούν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να ελέγξουν διαφορετικά μοντέλα για τη σκοτεινή ενέργεια, η οποία εκτιμάται ότι αντιστοιχεί περίπου στο 68% του συνολικού περιεχομένου ύλης-ενέργειας του Σύμπαντος.

Μέχρι τώρα, σύμφωνα με τους ερευνητές, το CHIME μπορούσε να χαρτογραφεί τέτοια σήματα κυρίως συγκρίνοντας τις παρατηρήσεις του με καταλόγους γαλαξιών από άλλα τηλεσκόπια. Η μέθοδος αυτή είναι ισχυρή, αλλά βασίζεται σε δαπανηρές επισκοπήσεις γαλαξιών και σε περιοχές όπου η ύλη έχει συγκεντρωθεί αρκετά ώστε να σχηματίζονται άστρα. Το νέο αποτέλεσμα δείχνει ότι η ίδια η ραδιοεκπομπή του υδρογόνου μπορεί να προσφέρει ανεξάρτητη χαρτογράφηση, πιο γρήγορα και με πολύ μικρότερο κόστος.

Η ομάδα χρησιμοποίησε 94 νύχτες παρατηρήσεων από το 2019 και εντόπισε σήμα υδρογόνου από την εποχή που το Σύμπαν είχε ηλικία περίπου 5 δισεκατομμύρια χρόνια. Ο Shabbir Shaikh, από το Arizona State University, ανέφερε ότι τα δεδομένα δείχνουν πως περίπου το 2% του υδρογόνου στο Σύμπαν βρισκόταν τότε σε ουδέτερη ατομική μορφή, ποσοστό που συμφωνεί σε γενικές γραμμές με άλλες μετρήσεις.

Το CHIME έχει πλέον συγκεντρώσει επτά χρόνια δεδομένων και η ομάδα σκοπεύει να τα χρησιμοποιήσει για να εξετάσει την κατανομή του υδρογόνου ακόμη πιο πίσω στον χρόνο, έως περίπου 3 δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν σε δύο μελέτες στο The Astrophysical Journal, ένα από τα σημαντικά επιστημονικά περιοδικά της αστροφυσικής.