Gli astronomi si stanno avvicinando a un segnale che ha viaggiato attraverso l'Universo per 12 miliardi di anni, avvicinandoli alla comprensione della vita e della morte delle primissime stelle.

In un articolo sul sito di prestampa arXiv e di prossima pubblicazione su Giornale Astrofisico , un team guidato dal Dr. Nichole Barry dell'Università australiana di Melbourne e dall'ARC Center of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (ASTRO 3-D) riporta un miglioramento di 10 volte sui dati raccolti dal Murchison Widefield Array (MWA) - una collezione di 4096 antenne a dipolo ambientate nel remoto entroterra dell'Australia occidentale.

Il MWA, che ha iniziato a operare nel 2013, è stato costruito appositamente per rilevare la radiazione elettromagnetica emessa dall'idrogeno neutro, un gas che comprendeva la maggior parte dell'Universo neonato nel periodo in cui la zuppa di protoni e neutroni disconnessi generata dal Big Bang ha iniziato a raffreddarsi.

Alla fine questi atomi di idrogeno iniziarono ad aggregarsi per formare le stelle, le primissime ad esistere, dando inizio a una fase importante nell'evoluzione dell'Universo, conosciuta come l'Epoca della Reionizzazione, o EoR.

"Definire l'evoluzione dell'EoR è estremamente importante per la nostra comprensione dell'astrofisica e della cosmologia, " spiega il dottor Barry.

"Finora, anche se, nessuno ha potuto osservarlo. Questi risultati ci avvicinano molto a questo obiettivo".

L'idrogeno neutro che dominava lo spazio e il tempo prima e nel primo periodo dell'EoR si irradiava a una lunghezza d'onda di circa 21 centimetri. Allungata ora da qualche parte al di sopra dei due metri a causa dell'espansione dell'Universo, il segnale persiste e rilevarlo rimane il modo teorico migliore per sondare le condizioni nei primi giorni del Cosmo.

Però, farlo è diabolicamente difficile.

"Il segnale che stiamo cercando ha più di 12 miliardi di anni, " spiega la professoressa associata Cathryn Trott, membro e coautore di ASTRO 3-D, dall'International Center for Radio Astronomy Research presso la Curtin University nell'Australia occidentale.

"È eccezionalmente debole e ci sono molte altre galassie tra esso e noi. Si intromettono e rendono molto difficile estrarre le informazioni che stiamo cercando".

In altre parole, i segnali registrati dall'MWA e da altri dispositivi di caccia all'EoR come l'Hydrogen Epoch of Reionisation Array in Sud Africa e l'array a bassa frequenza nei Paesi Bassi, sono estremamente disordinati.

Utilizzando 21 ore di dati grezzi Dr. Barry, co-autore Mike Wilensky, dell'Università di Washington negli Stati Uniti, e colleghi hanno esplorato nuove tecniche per perfezionare l'analisi ed escludere fonti coerenti di contaminazione del segnale, comprese le deboli interferenze generate dalle trasmissioni radiofoniche sulla Terra.

Il risultato è stato un livello di precisione che ha ridotto significativamente l'intervallo in cui l'EdR potrebbe essere iniziato, tirando i vincoli di quasi un ordine di grandezza.

"Non possiamo davvero dire che questo documento ci avvicini alla datazione precisa dell'inizio o della fine dell'EdR, ma esclude alcuni dei modelli più estremi, "dice il professor Trott.

"Ora è escluso che sia successo molto rapidamente. Ora è escluso anche che le condizioni fossero molto fredde".

Il Dr. Barry ha affermato che i risultati hanno rappresentato non solo un passo avanti nella ricerca globale per esplorare l'Universo infantile, ma ha anche stabilito un quadro per ulteriori ricerche.

"Abbiamo circa 3000 ore di dati da MWA, " lei spiega, "e per i nostri scopi alcuni sono più utili di altri. Questo approccio ci consentirà di identificare quali bit sono più promettenti, e analizzarlo meglio di quanto abbiamo mai potuto fare prima."