Ensimmäisten tähtien valo jätti jäljen universumiin

Maailmankaikkeuden ensimmäisten tähtien säteilystä on tehty epäsuora havainto. Jos tulos varmistuu, se viittaa pimeän aineen hiukkasten olevan odotettua kevyempiä.

Tähtitieteilijät käyttivät Australiassa sijaitsevaa EDGES-radioteleskooppia tutkiakseen varhaista maailmankaikkeutta.

Havaintojen perusteella ensimmäiset universumin tähdet syttyivät loistamaan viimeistään 180 miljoonaa vuotta alkuräjähdyksen jälkeen.

Tähtien valo itsessään oli liian heikkoa havaittavaksi. Tutkijat kertovat saaneensa valosta epäsuoran merkin alkuräjähdyksen jälkihehkussa eli kosmisessa taustasäteilyssä, kertoo Nature-lehti. Heikko signaali näkyy pienenä pudotuksena kosmisen taustasäteilyn intensiteetissä. 

Ensimmäisten tähtien valo vaikutti nuoren universumin täyttäneen vetykaasun ominaisuuksiin. Tämän seurauksena kaasu imi itseensä pienen osan kosmisesta taustasäteilystä 21 senttimetrin aallonpituudella.

Arizonan yliopiston Judd Bowman kollegoineen uskoo, että EDGES-teleskoopin havainnoissa näkyy tämä kosmisen taustasäteilyn vaimeneminen. Kyse on vain 0,1 prosentin suuruisesta heikkenemisestä, mutta signaali on silti kaksi kertaa odotettua suurempi.

Signaalin voimakkuus viittaa varhaisen universumin vedyn olleen luultua kylmempää. Vedyn on täytynyt menettää lämpöä jonnekin. Tuolloin ainoa ympäristön kylmempi asia oli pimeä aine.

Jäähdyttääkseen vetyä riittävästi pimeän aineen hiukkasten pitäisi olla kevyempiä kuin yleisesti uskotaan. Pieni massa voisi selittää, miksi fyysikot eivät ole vieläkään havainneet pimeän aineen hiukkasia suoraan huolimatta vuosikymmenien yrityksestä.

Nyt saatu tulos täytyy vielä vahvistaa uusilla kokeilla. "Odotamme innolla varmistusta toisella instrumentilla", sanoo Bowman.

Aiheesta lisää Nature (englanniksi)