Радиотелескоп MeerKAT, состоящий из 64 антенн в южноафриканской провинции Северный Кейп, впервые напрямую зафиксировал крайне слабый радиосигнал от водорода на расстоянии в миллиарды световых лет. Об открытии заявила международная группа астрономов из университетов Манчестера и Западно-Капской провинции, а также ряда научных учреждений Великобритании, ЮАР и Канады.
Исследователи обнаружили излучение нейтрального водорода, известное как линия длиной 21 сантиметр. Сигналы соответствуют красным смещениям примерно 0,32 и 0,44, что указывает на расстояние около 3,67 и 4,76 миллиарда световых лет. Таким образом, ученые наблюдали водород таким, каким он был, когда возраст Вселенной составлял примерно 9–10 миллиардов лет.
Для анализа специалисты использовали 96 часов архивных наблюдений MeerKAT, собранных в 2018 году. Сигналы преодолели путь до Земли примерно за четыре и пять миллиардов лет. Как отметил ведущий автор работы Соурабх Пол из Манчестерского университета, прямое обнаружение показывает, что картирование интенсивности водорода становится практическим инструментом для изучения Вселенной.
Метод позволяет исследовать не отдельные галактики, а совокупное радиоизлучение больших групп объектов, включая те, которые невозможно подробно рассмотреть оптическими телескопами. При этом ученым пришлось отделить слабый космический сигнал от излучения земных источников, радиопомех и эффектов, связанных с работой оборудования.
Соавтор исследования Лаура Вольц из Центра астрофизики Джодрелл-Бэнк заявила, что результат подтверждает высокую научную ценность архивов MeerKAT. По ее словам, сигнал удалось извлечь из наблюдений, которые изначально не предназначались для картирования водорода, что открывает возможности для дальнейшего использования данных телескопа.
Полученные результаты помогут изучать формирование и развитие галактик, а также распределение вещества в космической структуре. В будущем аналогичные исследования планируют проводить с помощью обсерватории Square Kilometre Array, которая объединит данные MeerKAT в ЮАР и радиотелескопа в Австралии.
