Пряме виявлення віддаленого випромінювання водню MeerKAT відкриває шлях до картографування Всесвіту без визначення окремих галактик.
Астрономи за допомогою південноафриканського радіотелескопа MeerKAT безпосередньо виявили крихітне радіовипромінювання від нейтрального водню за мільярди світлових років. Сигнал проходив близько чотирьох-п’яти мільярдів років, перш ніж досягти Землі, пропонуючи спосіб вивчити структуру Всесвіту в ранньому розділі його історії.
Міжнародна група, включно з дослідниками з Університету Манчестера та Університету Західного Кейпу, отримала сигнал після майже 96 годин спостережень. Вони виявили викиди водню з двох періодів космічної історії, використовуючи лише радіоспостереження. Надійне виявлення на цих відстанях зазвичай вимагало поєднання радіоданих з оптичними оглядами галактик.
Картування галактик за їх спільною радіосвітністю
Опубліковано Листи астрофізичного журналуОтримані дані просувають техніку під назвою картографування інтенсивності водню, яка використовує радіовипромінювання від багатьох галактик для картографування великих об’ємів космосу. Це може допомогти дослідникам досліджувати як еволюцію галактик, так і розподіл матерії у Всесвіті.
«Нейтральний водень є одним із ключових інгредієнтів для розуміння того, як утворюються та еволюціонують галактики», — сказав співавтор дослідження доктор Чжаотінг Чен.
«Завдяки відображенню інтенсивності нам не потрібно виявляти кожну окрему галактику. Натомість ми можемо вимірювати колективний сигнал водню у великих космічних об’ємах, що дає нам новий спосіб вивчати як еволюцію галактик, так і розподіл матерії у Всесвіті».
Нейтральний водень природним чином випромінює радіохвилі з довжиною хвилі приблизно 21 сантиметр або 8,3 дюйма. Коли Всесвіт розширюється, він розтягує хвилі до більшої довжини хвилі. Його вимірювання дозволяють астрономам розрізняти випромінювання з різних фаз космічної історії.
Поєднання цієї інформації з положенням сигналу на небі дозволяє створити тривимірне зображення космічної структури. Оскільки картографування інтенсивності збирає сміття з галактик, які окремо не розділені, воно пропонує ефективний спосіб дослідження великих регіонів Всесвіту.
Вилучення сигналу водню з ранніх даних MeerKAT
Вимірювання MeerKAT відстежують водень у масштабі кількох мільйонів світлових років, що можна порівняти з відстанню між Чумацьким Шляхом і його сусідньою галактикою Андромеди. Вилучення цього віддаленого сигналу означає відокремлення його від інших радіовипромінювань і ефектів, створених самим телескопом.
“Це дуже захоплююча віха”, – сказав доктор Сураб Пол, провідний автор дослідження. «Картування інтенсивності водню вже давно вважалося багатообіцяючим способом ефективного картографування Всесвіту, але сигнал надзвичайно слабкий і його важко відокремити від фонового сміття, радіочастотних перешкод людини та інструментальних ефектів. Виявлення його безпосередньо за допомогою MeerKAT показує, що ця техніка стає практичним інструментом для космології».
Спостереження проводилися в 2018 році, коли MeerKAT тільки почав наукову роботу. Спочатку вони не були розроблені для картографування інтенсивності водню, що робить аналіз перевіркою того, що дослідники можуть реконструювати з наявних даних телескопа.
«Це був важкий процес аналізу даних, який вимагав детального розуміння багатьох джерел забруднення, які могли сприяти таким поганим вимірюванням», — сказав професор Сантос. «Особливо цікаво, що дані, використані в цьому дослідженні, були отримані в 2018 році, коли MeerKAT тільки починав наукові роботи. Зараз існує велика кількість даних MeerKAT, які чекають на дослідження за допомогою цього методу».
Детальніші космічні карти водню
Результат також допоможе спрямувати майбутні дослідження за допомогою обсерваторії Square Kilometer Array або SKAO. MeerKAT є телескопом-попередником обсерваторії, де, як очікується, картування інтенсивності водню стане основною областю досліджень.
«MeerKAT продовжує відкривати нові вікна в космологію», — сказала співавтор дослідження, професор Лаура Волц з Університету Манчестера. «Той факт, що цей сигнал можна отримати зі спостережень, які спочатку не були розроблені для картографування інтенсивності водню, є дуже обнадійливим. Це демонструє велику наукову цінність даних MeerKAT і вказує шлях до майбутніх спостережень за допомогою SCAO».
Дослідники кажуть, що більш тривалі спостереження, що охоплюють великі ділянки неба, дозволять отримати більш детальні карти водню. Ці вимірювання можуть виявити, як формувалися та еволюціонували галактики, як темна матерія формує космічну мережу та як Всесвіт змінювався протягом мільярдів років.
Посилання: «Пряме визначення карти інтенсивності нейтрального водню в масштабах Mpc при z ≈ 0,32 і z ≈ 0,44», Сураб Пол, Чжаотінг Чен, Маріо Г. Сантос і Лаура Волц, 6 липня 2026 р. Листи астрофізичного журналу.
DOI: 10.3847/2041-8213/ae808f
Ніколи не пропустіть прорив: приєднуйтесь до інформаційного бюлетеня SciTechDaily.
Слідкуйте за нами в Google і Google News.
![Бачення Google виправдалося. [Video]](https://static0.anpoimages.com/wordpress/wp-content/uploads/2026/09/google-s-vision-paid-off.jpg "Бачення Google виправдалося. [Video]")
