Dažreiz ir viegli būt par astronomu. Kad jūsu debess mērķis ir kaut kas vienkāršs un spilgts, spēle var būt diezgan vienkārša: pavērsiet teleskopu uz lietu un vienkārši gaidiet, kamēr visi sulīgie fotoni ieleks iekšā.
Bet dažreiz būt astronomam ir grūti, piemēram, kad jūs mēģināt izpētīt pirmās zvaigznes, kas parādās Visumā. Viņi ir pārāk tālu un pārāk vāji, lai tos tieši redzētu ar teleskopiem (pat ļoti paaugstinātais Džeimsa Veba kosmiskais teleskops varēs redzēt tikai pirmās galaktikas - gaismas uzkrāšanos no simtiem miljardu zvaigžņu). Pagaidām mums nav novērojumu par pirmajām zvaigznēm, kuras ir lielākais traucētājs.
Tātad, astronomi iesaistās mazliet kosmiskā skatienā.
Pirms pirmo zvaigžņu veidošanās (precīzs datums nav skaidrs, jo mēs to vēl neesam novērojuši, bet mums ir aizdomas, ka tas notika pirms apmēram trīspadsmit miljardiem gadu), Visumu gandrīz pilnībā veidoja tīrs, nepievilcināts neitrāls ūdeņradis: atsevišķi elektroni, kas piesaistīti atsevišķi protoni pilnīgā harmonijā.
Bet tad parādījās pirmās zvaigznes un izlēja savu augstas enerģijas starojumu visā kosmosā, pārpludinot Visumu ar bagātīgiem rentgena un gamma stariem. Šis intensīvais starojums izlauzis neitrālo ūdeņradi, pārvēršot to plānā, bet karstā plazmā, ko mēs redzam mūsdienu Visumā. Šis process, kas pazīstams kā Reionizācijas laikmets, sākās ar maziem plāksteriem, kas galu galā pieauga līdz kosmosam, līdzīgi kā dīvaini burbuļi.
Tas viss ir aizraujoši, bet kā patiesībā astronomi var atklāt šo procesu? Viņi to var izdarīt, izmantojot nelielu neitrāla ūdeņraža viltību: tas izstaro ļoti specifiski bieži, 1420 MHz frekvencē, kas atbilst viļņa garumam 21 centimetrā. Pirms pirmo zvaigžņu parādīšanās tiešsaistē neitrāla gāze šo 21 cm starojumu izsūknēja ar kausu, un signāls pakāpeniski mazinājās, kad Visums kļuva par plazmu.
Izklausās pēc plāna, izņemot a) šis signāls ir neticami vājš, un b) citas bajiljona lietas Visumā izstaro starojumu līdzīgās frekvencēs, ieskaitot mūsu radio uz Zemes.
Lai atdalītu kaitinošo troksni no sulīgā kosmoloģiskā signāla, nepieciešami datu kalni un izsijāšana caur astronomisko siena kaudzi adatai 21 cm. Mums šobrīd nav iespēju veikt noteikšanu - būs jāgaida nākamās paaudzes radioteleskopi, piemēram, kvadrātkilometru masīvs, bet pašreizējās observatorijas, piemēram, Murchison Widefield masīvs Austrālijas rietumos, veic visu nepieciešamo darbu.
Ieskaitot 200 TB datu piegādi savā pirmajā piegājienā, ko šobrīd analizē daži no visspēcīgākajiem superdatoriem pasaulē.
