'İlk Yıldızlardan' Hiç Sinyal Gelmemiş Olabilir

Yeni bir çalışma, Evreni aydınlatan ilk ışık olarak yorumlanan bir sinyalin Evrenin uzak noktalarından gelmeyebileceğini buldu. Aslında uzaydan bile olmayabilir.

Bununla birlikte, bir sorun olmaktan çok uzak olan bu yeni bulgu, Evrene bakış açımızı doğru yola koyabilir. 2018'de iki makalede açıklanan sinyal, mevcut astrofizik altında açıklanması zor olan bazı beklenmedik özelliklere sahipti.

Sinyal, "kozmik şafak" olarak bilinen, erken karanlıkta parlayan ilk yıldızlardan gelen ışık değilse, bunu açıklamak için yeni bir astrofizik modeli tasarlamamıza gerek yok.

Hindistan'daki Raman Araştırma Enstitüsü'nden Saurabh Singh liderliğindeki bir gökbilimciler ekibi, "55–85 MHz bandında radyo gökyüzünün spektrumunun bir radyometre ölçümünü rapor ediyoruz; bu, Bowman ve diğerleri tarafından bulunan profilin, Küresel Yeniden İyonlaşma İmzasının (EDGES) Tespiti Deneyi ile alınan verilerde düşük olduğunu gösteriyor." diye yazıyor

Kozmik şafak, Evrenimizin tarihinde önemli ve uzun zamandır aranan bir dönemdir. Büyük Patlama'dan sonra yaklaşık 50 milyon ila 1 milyar yıl arasındaki bir dönemi kapsar. Evrenimiz her zaman bugünkü gibi görünmüyordu; yıldızlar ortaya çıkmadan önce, sıcak, bulanık bir iyonize gaz sisi ile doluydu. Işık bu sisin içinde özgürce seyahat edemiyordu; sadece serbest elektronları saçıyordu.

Evren yeterince soğuduktan sonra, protonlar ve elektronlar nötr hidrojen atomlarına yeniden birleşmeye başladı. Bu, ışığın sonunda uzayda seyahat edebileceği anlamına geliyordu. Büyük Patlama'dan yaklaşık 150 milyon yıl sonra, ilk yıldızlar ve galaksiler oluşmaya başladığında, onların ultraviyole ışığı, Evrenin her yerinde bulunan nötr hidrojeni yavaş yavaş yeniden iyonize ederek, tüm elektromanyetik radyasyon spektrumunun serbestçe akmasına izin verdi.

Big Bang'den yaklaşık 1 milyar yıl sonra, Evren tamamen yeniden iyonize oldu; Bununla birlikte, bu 1 milyar yıllık işaretten önce neler oldu, mevcut sistemlerimiz ile bunu göremiyoruz, bu da yeniden iyonlaşma sürecini anlamayı zorlaştırıyor. Kozmik şafaktan gelen ışığı tespit edebilseydik, bu mutlaka ufuk açıcı bir bilgi olurdu.

EDGES deneyi bu sinyali düşük radyo frekanslarında bir şeyler arıyordu ve bir sonuca ulaştı, ancak alınan sinyal gökbilimcilerin beklediği gibi değildi. Bunun yerine, genlik tahmin edilenin neredeyse iki katıydı, bu da ışığın içinden geçtiği hidrojen gazının düşündüğümüzden daha soğuk olduğunu gösteriyordu.

Araştırma ekibi, Evren'in ömrünün bu aşamasında gazı bu dereceye kadar soğutabilecek tek şeyin karanlık madde olduğu sonucuna vardı; ayrıca, bu karanlık maddenin özellikleri tahminlerimizden çok farklı olabilir.

Özellikle yeni bilim gerektirebilecek herhangi bir olağanüstü bulgu, kesinlikle daha fazla araştırmayı garanti eder, bu nedenle Singh ve meslektaşları, sinyali doğrulayıp doğrulayamayacaklarını görmek için Arka Plan Radyo Spektrumu 3 (SARAS 3) radyometresinin Şekilli Anten Ölçümünü kullandılar.

2020'nin başlarında, SARAS 3'ü Güney Hindistan'daki uzak göllerin ortasına süzdüler ve EDGES tarafından algılanan sinyal için gökyüzünü araştırdılar.

Veriler elde edildikten ve analiz edildikten sonra, Singh'in ekibi incelenecek bir sinyal olmadığını buldu. Cihazları, EDGES verilerinde görülen radyo spektrumunun bozulmasını da kopyalamadı.

Makalelerinde, "Bowman ve arkadaşları tarafından bulunan profil, SARAS 3 cihazı ile yapılan gökyüzü spektrumunun MCMC analizinde tespit edilmedi" diye yazdılar. "Ayrıca, korelasyon analizi, en uygun profili elde etmek ve profil için parametre uzayındaki sınırları tanımlamak için kullanılan EDGES düşük bant enstrümanı kullanılarak yapılan spektrumda mevcut bozulmanın mevcut olmadığını buldu. Bu bilgiler, EDGES düşük bant enstrümanı ile yapılan gökyüzü spektrumunda mevcut olan önemli spektral bozulmanın enstrümanla ilişkili sistematik bir hata olduğunu göstermektedir."

Başka bir deyişle, Singh ve ekibinin öne sürdüğü sinyal, uzay-zamanın derinliklerinden yayılan bir sinyal değil, EDGES anteni tarafından üretilen bir hataydı.

Genel olarak, olağanüstü derecede tuhaf bir şey keşfedildiğinde, kanıtın kendisinin de olağanüstü olması gerekir. Bununla birlikte, sinyalin var olup olmadığından ve ne olduğundan çok emin olmak için farklı araçlarla daha fazla gözlem yapılmalıdır.

Sonuçlar Nature Astronomy'de yayınlandı.