Результаты десятилетнего исследования поставили под сомнение устоявшиеся представления о том, какой была Вселенная до появления первых звезд. Ранее считалось, что межгалактический газ оставался чрезвычайно холодным до момента, когда ультрафиолетовое излучение от новообразованных звезд начало его ионизировать. Однако новые данные свидетельствуют, что нагрев начался значительно раньше.

Телескоп MWA был специально создан для обнаружения слабых сигналов от нейтрального водорода — одного из немногих следов, которые остались с древнейших времен существования Вселенной.

Исследователи из Университета Кертина, возглавляемые Катрин Тротт, искали конкретный радиосигнал, который должен был бы возникнуть, если бы Вселенная действительно была холодной. Но ожидаемого сигнала не обнаружили. Это стало ключевым доказательством того, что модель «холодного старта» эпохи реионизации не соответствует действительности. По словам Тротта, измерения показывают, что газ был хотя бы частично нагрет, что исключает сценарий полностью холодной Вселенной на этом этапе.

Вероятной причиной раннего нагревания могли быть рентгеновские излучения, которые постепенно поднимали температуру межгалактической среды еще до появления видимого света. Ориентировочно это происходило примерно через 800 миллионов лет после Большого взрыва.

Телескоп работает в диапазоне частот от 70 до 300 мегагерц и способен обнаруживать слабые сигналы, происходящие из эпохи реионизации. Однако эти сигналы часто теряются среди более сильных радиоволн от атмосферы Земли, соседних галактик и других источников. Чтобы отделить полезную информацию, команда применила сложные методы фильтрации и вычитания шума, используя данные, накопленные за десять лет.

Соавтор исследования Ридима Нунхоки отметила, что сигнал, вероятно, все же есть, но скрыт под слоями помех. По ее словам, нужно усовершенствовать качество данных и увеличить их объем, чтобы добраться до истины. До появления первых звезд Вселенная пережила почти миллиард лет темноты, заполненной нейтральным водородом без видимого света. Этот период известен как космические темные века. Примерно через миллиард лет после Большого взрыва начали формироваться первые звезды, которые излучали ультрафиолет и положили начало эпохе реионизации.

Традиционная теория утверждала, что Вселенная оставалась холодной до этого момента, но новые результаты ставят это под сомнение. Как отмечает Live Science, ранний нагрев свидетельствует о более сложной и активной картине ранней Вселенной, где уже могли формироваться черные дыры, которые влияли на межгалактическую среду. Благодаря модернизации телескопа MWA и запуску новых обсерваторий, ученые надеются еще глубже исследовать эти далекие и решающие этапы космической эволюции.