Астрономы продемонстрировали новый способ изучения крупномасштабной структуры Вселенной с помощью нейтрального водорода — самого распространенного элемента в космосе. Для этого ученые использовали около 96 часов архивных наблюдений радиотелескопа MeerKAT в Южной Африке.
Нейтральный водород испускает слабое радиоизлучение с характерной длиной волны 21 сантиметр. Из-за расширения Вселенной этот сигнал растягивается, а величина красного смещения позволяет определить, насколько далеко находится его источник и какой эпохе космической истории он соответствует.
Вместо поиска отдельных галактик исследователи измерили совокупное излучение водорода в больших объемах пространства. Им удалось обнаружить газ, сигнал от которого соответствует эпохе примерно 4–5 млрд лет назад, и проследить структуры протяженностью в несколько миллионов световых лет.
Главным достижением стала возможность получить такой результат непосредственно из радионаблюдений MeerKAT. Ранее картирование интенсивности водорода зачастую требовало сопоставления радиосигналов с оптическими обзорами галактик. Слабость 21-сантиметрового излучения и многочисленные радиопомехи долгое время затрудняли самостоятельное использование этого метода.
Технология может стать особенно важной для будущей обсерватории Square Kilometre Array. Более масштабные наблюдения позволят строить подробные трехмерные карты распределения водорода и материи, прослеживая, как на протяжении миллиардов лет формировались галактики и крупнейшие структуры Вселенной.
