Астрономы не нашли признаков первых звезд во Вселенной

В 2018 году исследователи утверждали, что тонкая подпись в радиоволнах на ранних этапах истории Вселенной позволила выявить эпоху, когда зажглись первые звезды, известную как космический рассвет.

Но первый эксперимент по проверке выводов этого исследования не обнаружил никаких признаков этих ранних звезд, сообщают ученые в журнале Nature Astronomy.

Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, Вселенная представляла собой горячее рагу из материи.

Звезды, вероятно, зажглись лишь спустя, по крайней мере, 100 миллионов лет — малоизученная эпоха космоса. Обнаружение признаков первых лучей звездного света позволило бы дополнить историю происхождения космоса. Поэтому заявление 2018 года о точном обнаружении этих самых первых лучей, сделанное в ходе эксперимента EDGES в австралийской глубинке, вызвало астрономический ажиотаж.

«Этот захватывающий результат, безусловно, полностью взбудоражил все наше сообщество, — говорит радиоастроном Саурабх Сингх из Рамановского исследовательского института в Бангалоре, Индия.

Исследователи сообщили об обнаружении провала в определенных длинах радиоволн, что является признаком взаимодействия света первых звезд с окружающим водородным газом.

Но результат быстро вызвал скептицизм, поскольку провал оказался глубже, чем ожидалось.

Чтобы понять, был ли намек на свет первых звезд реальным, ученым необходимо провести дополнительные измерения.

Сингх и его коллеги именно так и поступили, проведя эксперимент «Измерение фонового радиоспектра с помощью антенны 3», или SARAS 3. Как и EDGES, эксперимент использует антенну для улавливания радиоволн. Но конструкция SARAS 3 отличается от EDGES: антенна имеет другую форму. Кроме того, SARAS 3 предназначен для плавания над озером. «Это дает нам очень заметное преимущество», — говорит Сингх.

На Земле радиоволны исходят от различных источников, которые необходимо тщательно учитывать, чтобы выявить более тонкий сигнал от космического шума. Непонимание этих источников радиоволн может привести к неучтенной экспериментальной ошибке, которая может дать неверные результаты.

В частности, в экспериментах на суше приходится иметь дело с радиоволнами, излучаемыми землей, которые трудно оценить из-за сложной, слоистой природы почвы. Когда антенна находится на вершине озера, легче оценить, какие виды радиоволн исходят от однородной воды внизу. Данные, полученные из двух озер в Индии, не выявили никаких признаков провала.

Новое исследование «подчеркивает, насколько сложны эти измерения», — говорит физик Х. Синтия Чианг из Университета Макгилла в Монреале. По ее словам, неудобно, что два исследования расходятся во мнениях, но она отмечает, что разногласий «недостаточно, чтобы сделать какие-либо окончательные выводы на данный момент»

По словам экспериментального космолога Джадда Боумана из Университета штата Аризона в Темпе, члена команды EDGES, некоторые из тех же типов экспериментальных проблем, которые могут повлиять на EDGES, могут повлиять и на SARAS 3. «Нам предстоит еще много работы, чтобы достичь окончательного результата».

Улучшенная версия EDGES будет развернута позднее в этом году, а команда SARAS 3 планирует дополнительные развертывания. Другие эксперименты также работают над подобными измерениями. Эти тесты могут окончательно прояснить переход Вселенной от тьмы к свету.