Zbulimi rekord i sinjalit radio nga hidrogjeni atomik në një galaktikë jashtëzakonisht të largët
Astronomët nga Universiteti McGill në Kanada dhe Instituti Indian i Shkencës (IISc) në Bengaluru kanë përdorur të dhëna nga Teleskopi Giant Meterwave Radio (GMRT) në Pune për të zbuluar një sinjal radio me origjinë nga hidrogjeni atomik në një galaktikë jashtëzakonisht të largët. Distanca astronomike mbi të cilën është marrë një sinjal i tillë është më i madhi deri më tani me një diferencë të madhe. Ky është gjithashtu zbulimi i parë i konfirmuar i lenteve të forta të emetimit 21 cm nga një galaktikë. Gjetjet janë publikuar në Njoftimet Mujore të Shoqërisë Mbretërore Astronomike.
Hidrogjeni atomik është karburanti bazë i nevojshëm për formimin e yjeve në një galaktikë. Kur gazi i nxehtë i jonizuar nga mjedisi përreth i një galaktike bie mbi galaktikë, gazi ftohet dhe formon hidrogjen atomik, i cili më pas bëhet hidrogjen molekular dhe përfundimisht çon në formimin e yjeve. Prandaj, të kuptuarit e evolucionit të galaktikave gjatë kohës kozmike kërkon gjurmimin e evolucionit të gazit neutral në epoka të ndryshme kozmologjike.
Hidrogjeni atomik lëshon valë radio me gjatësi vale 21 cm, të cilat mund të zbulohen duke përdorur teleskopë radio me frekuencë të ulët si GMRT. Kështu, emetimi 21 cm është një gjurmues i drejtpërdrejtë i përmbajtjes së gazit atomik në galaktikat e afërta dhe të largëta. Megjithatë, ky sinjal radio është jashtëzakonisht i dobët dhe është pothuajse e pamundur të zbulohet emetimi nga një galaktikë e largët duke përdorur teleskopët aktualë për shkak të ndjeshmërisë së tyre të kufizuar.
Deri më tani, galaktika më e largët e zbuluar duke përdorur emetim 21 cm ishte në zhvendosjen e kuqe z=0.376, që korrespondon me një kohë të rishikimit – koha e kaluar midis zbulimit të sinjalit dhe emetimit të tij origjinal – prej 4.1 miliardë vjetësh. (Redshift përfaqëson ndryshimin në gjatësinë e valës së sinjalit në varësi të vendndodhjes dhe lëvizjes së objektit; një vlerë më e madhe e z tregon një objekt më të largët.)
Duke përdorur të dhënat e GMRT, Arnab Chakraborty, studiues postdoktoral në Departamentin e Fizikës dhe Institutit Hapësinor Trottier të Universitetit McGill, dhe Nirupam Roy, Profesor i Asociuar, Departamenti i Fizikës, IISc kanë zbuluar një sinjal radio nga hidrogjeni atomik në një galaktikë të largët në zhvendosjen e kuqe z= 1.29.
“Për shkak të distancës së madhe nga galaktika, linja e emetimit 21 cm ishte zhvendosur në të kuqe në 48 cm në kohën kur sinjali udhëtoi nga burimi në teleskop,” thotë Chakraborty. Sinjali i zbuluar nga ekipi u emetua nga kjo galaktikë kur universi ishte vetëm 4.9 miliardë vjeç; me fjalë të tjera, koha e rikthimit të këtij burimi është 8.8 miliardë vjet.
Ky zbulim u bë i mundur nga një fenomen i quajtur lente gravitacionale, në të cilin drita e emetuar nga burimi përkulet për shkak të pranisë së një trupi tjetër masiv, siç është një galaktikë eliptike e tipit të hershëm, midis galaktikës së synuar dhe vëzhguesit, duke rezultuar në mënyrë efektive në “zmadhimi” i sinjalit. “Në këtë rast specifik, zmadhimi i sinjalit ishte rreth një faktor prej 30, duke na lejuar të shohim përmes universit me zhvendosje të lartë të kuqe,” shpjegon Roy.
Ekipi gjithashtu vërejti se masa atomike të hidrogjenit të kësaj galaktike të veçantë është pothuajse dy herë më e lartë se masa e saj yjore. Këto rezultate demonstrojnë mundësinë e vëzhgimit të gazit atomik nga galaktikat në distanca kozmologjike në sisteme të ngjashme me lente me një kohë modeste vëzhgimi. Ai gjithashtu hap mundësi të reja emocionuese për të hetuar evolucionin kozmik të gazit neutral me radio teleskopët ekzistues dhe të ardhshëm me frekuencë të ulët në të ardhmen e afërt.
Yashwant Gupta, drejtor i qendrës në NCRA, tha: “Zbulimi i hidrogjenit neutral në emetimin nga universi i largët është jashtëzakonisht sfidues dhe ka qenë një nga qëllimet kryesore shkencore të GMRT. Ne jemi të kënaqur me këtë rezultat të ri të hapjes së rrugës me GMRT dhe shpresojmë se e njëjta gjë mund të konfirmohet dhe përmirësohet në të ardhmen”.