Астрономы сужают круг свидетельств существования Вселенной в тёмные века, исследуя слабый 21-сантиметровый радиосигнал, испускаемый ранним водородом. Это очень слабое излучение, возникающее вследствие спин-флип-перехода в атомах водорода, и оно служит своего рода космическим термометром, показывающим, когда самые ранние звёзды и чёрные дыры начали нагревать газ между галактиками. Основываясь на почти десятилетних наблюдениях с помощью Murchison Widefield Array (MWA) в Австралии, учёные создали самую подробную на сегодняшний день радиокарту ранней Вселенной и установили самые строгие ограничения на этот древний сигнал.
Согласно исследованию , группа под руководством Нунхоки опиралась на более чем девятилетние наблюдения MWA в регионе Западной Австралии, чтобы найти слабый сигнал водорода на 21 см. Они просто атаковали линию, которая обычно скрыта ярким фоновым шумом Млечного Пути и телескопа.
Их сложные методы статистической фильтрации позволили изолировать сигнал и создать карту космического радионеба, которая оказалась чище, чем когда-либо прежде, и с более узким верхним пределом его мощности.
Команда не обнаружила свидетельств наличия поглощения в холодной ранней Вселенной, что исключает возможность чрезвычайно холодного космического рассвета. Вместо этого, эти пределы указывают на то, что межгалактическая среда была нагрета в эту эпоху, что согласуется с моделями, согласно которым рентгеновское излучение ранних чёрных дыр и звёздных остатков нагревало газ.
Эта работа представляет собой первый наблюдательный признак наличия разогретой межгалактической среды при красных смещениях ~6,5–7,0. Ожидается, что радиотелескоп нового поколения Square Kilometer Array (SKA) обнаружит сигнал на длине волны 21 см, при этом для обнаружения этого космического сигнала потребуется всего несколько часов сбора данных.