این روشی تازه برای آشکارسازی کهن‌ترین ستارگان کیهانست، آن هم بدون نیاز به تلسکوپ فضایی جیمز وب!
نخستین ستارگان حدود ۴۰۰ هزار سال پس از مهبانگ از درون ابرهای چگال هیدروژن در کیهان جوان پدیدار شدند.
به گمان اخترشناسان، یک تکنیک رصدی تازه بر پایه‌ی شناسایی سیگنال‌های رادیویی کم‌جان به آنها اجازه خواهد داد تا نخستین ستارگانی را که اندکی پس از تولد کیهان، در دل ابرهای انبوه و چگال هیدروژن پدید آمدند ببینند.
این تکنیک که در پژوهشنامه‌ای تازه معرفی شده، به جستجوی گونه‌ای شناسه‌ی تابش الکترومغناطیسی به نام “خط ۲۱ سانتیمتری” [خط هیدروژن] می‌پردازد که توسط اتم‌های هیدروژنی که کیهان جوان را در چند صد هزار سالِ نخستِ پس از مهبانگ انباشته بودند گسیلیده شد. [در واقع این سیگنال باید از گاز هیدروژنی بیاید که دارد پرتوی فرابنفشِ نخستین ستارگان کیهان درمی‌آشامد (جذب می‌کند)-م]
این سیگنال بی‌اندازه کم‌جان (ضعیف) است، حدود صدهزار بار ضعیف‌تر از سیگنال های رادیویی که از اجرام کهکشان خودمان گسیلیده شده. برای جداسازی این سیگنال از همه‌ی نوفه‌های (نویزهای) دیگری که آنتن‌های رادیویی دریافت می‌کنند، به یک واکاوی داده‌های پیچیده نیاز است.
اِلوی دِ لارا آسِدو، اخترشناس دانشگاه کمبریج در انگلیس و نویسنده‌ی اصلی این پژوهش می‌گوید: «روش ما داده‌ها را به طور مشترک از چندین آنتن و در باند گسترده‌تری از بسامدها نسبت به ابزارهای همسانِ کنونی واکاوی می‌کند.»
اخترشناسان امیدوارند با اندازه‌گیریِ پادسانیِ (کنتراستِ) میان پرتوهای آمده از ابرهای هیدروژن و سیگنالِ پشت آنها، ستارگان را به گونه‌ای ‘ببینند’ که گویی “سایه‌هایی در مه” هستند.
د لارا آسدو می‌گوید: «در زمای که نخستین ستارگان پدید آمدند، کیهان عمدتا تهی بود و عمدتا از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده بود.»«به دلیل وجود گرانش، عنصرها سرانجام گرد هم آمدند و شرایط برای همجوشی هسته‌ای فراهم شد، چیزی که نخستین ستارگان را ساخت. ولی آنها [ستارگان] با ابرهایی از به اصطلاح، هیدروژن خنثا که نور را واقعا به خوبی در می‌آشامید (جذب می‌کرد) در بر گرفته شده بودند، و از همین رو کارِ شناسایی یا دیدنِ مستقیمِ نور پشت این ابرها دشوار است.»
تلسکوپ فضایی جیمز وب که به تازگی نخستین تصویرهای با درجه‌ی علمی خود را منتشر کرده هم در جستجوی نخستین نور کیهان است، ولی با تکنیکی متفاوت. جیمز وب پرتوی فروسرخ را که اساسا “گرما” است نگاه می‌کند. از آنجایی که گرما می‌تواند در ابرهای غبار رخنه (نفوذ) کند، جیمز وب هم به اخترشناسان این توانایی را می‌دهد تا به درونِ نفوذناپذیرترین منطقه‌های کیهان رخنه کرده و نگاه کنند.
این روش نوینِ اخترشناسی رادیویی به عنوان بخشی از پروژه‌ی “آزمایش رادیویی برای واکاوی هیدروژن کیهانی” (ریچ، REACH) پدید آمد و بر پایه‌ی مشاهدات پیشین که به گونه‌ای شناسه‌ی تابشی الکترومغناطیسی به نام “خط ۲۱ سانتیمتری” اشاره داشت ساخته شده. ولی آن سنجش‌های گذشته را نتوانستند تکرار کنند، که باعث شد اخترشناسان به این باور برسند که آن سیگنال یک خطا بوده.
د لارا آسدو می گوید: «اگر بتوانیم تایید کنیم که آن سیگنالِ یافته شده در آزمایش پیشین براستی از نخستین ستارگان بوده، پیامدهایش بسیار بزرگ خواهد بود.»
پژوهشگران با بهره از شبیه‌سازی‌هایی، مشاهدات واقعی را به کمک چندین آنتن رادیویی بازآفرینی (تقلید) کردند و با این کار، اطمینان‌پذیری داده‌ها را نسبت به سنجش‌های پیشین که تنها بر پایه‌ی یک تک آنتن بودند بهبود بخشیدند.
این سنجش‌های تازه در اواخر امسال در کارو در آفریقای جنوبی انجام خواهند شد.
دیک دی ویلیرز، رادیواخترشناس از دانشگاه استلنبوش در آفریقای جنوبی و یکی از نویسندگان این پژوهش می‌گوید: «ما از این که می‌بینیم این سامانه به چه خوبی کار خواهد کرد بی‌اندازه هیجان‌زده‌ایم و اطمینان کامل داریم که این شناسایی دست‌نیافتنی و گریزپا را انجام خواهیم داد.»
دانشمندان در گذشته سیگنال‌هایی از مهبانگ را به شکل پرتوهای زمینه‌ی ریزموج کیهانی دیده بودند، ولی پدیدار شدن نخستین ستارگان کیهان پس از روزگار تاریکی در چند صد هزار سال آغازین هنوز یک تکه‌ی گمشده است.
پژوهشنامه‌ی این دانشمندان در شماره‌ی پنجشنبه، ۲۱ ژوییه‌ی نشریه‌ی نیچر آسترونومی منتشر شده است.
