MeerKAT prvi put samostalno uhvatio signal vodonika

Tim naučnika sa Univerziteta u Mančesteru i Univerziteta Zapadnog Kejpa prvi put je direktno, samo iz radio podataka, izdvojio izuzetno slab signal neutralnog vodonika iz daleke prošlosti svemira. Merenje je izvedeno radio teleskopom MeerKAT u Južnoj Africi, a rad je objavljen 1. septembra 2026. u časopisu The Astrophysical Journal Letters, pod oznakom 10.3847/2041-8213/ae808f. Vodeći autor je Sourab Paul sa Univerziteta u Mančesteru.

Metoda se zove intenzitetsko mapiranje vodonika. Umesto da broji galaksiju po galaksiju, ona meri zbirno radio zračenje mnoštva galaksija koje pojedinačno ne mogu da se razdvoje, i na taj način gradi trodimenzionalnu sliku raspodele materije u svemiru. Signal koji se pri tome traži je takozvana linija na 21 centimetar, karakteristično zračenje neutralnog vodonika koje se širenjem svemira pomera ka dužim talasnim dužinama. Do sada su pouzdana merenja ovog signala na velikim udaljenostima po pravilu tražila ukrštanje radio podataka sa optičkim katalozima galaksija. Portal srpske.rs je u avgustu pisao o kineskom radio teleskopu FAST i merenju zaliha vodonika u obližnjoj galaksiji, gde je taj gas praćen kroz klasičan radio spektar jedne posmatrane mete. Novi rezultat ide korak dalje: signal je izdvojen bez ijednog optičkog uporišta, samo iz arhivskih radio podataka.

Tim je analizirao oko 96 sati posmatranja MeerKAT-a i izdvojio signal iz dva perioda kosmičke istorije, na crvenom pomaku od približno 0,32 i približno 0,44. Svetlost koju su naučnici izmerili putovala je do Zemlje između četiri i pet milijardi godina. Podaci koji su za to poslužili snimljeni su još 2018. godine, kada je MeerKAT tek započeo naučni rad, pre nego što je uopšte bio predviđen za ovu vrstu merenja. Merenja su izvedena na prostornim skalama od nekoliko miliona svetlosnih godina, otprilike koliko iznosi razdaljina između Mlečnog puta i susedne galaksije Andromede. Najveći deo posla, prema rečima autora, otišao je na razdvajanje traženog signala od zračenja u prvom planu, od radio smetnji koje pravi čovek i od uticaja same instrumentacije.

„Ovo je veoma uzbudljiva prekretnica”, rekao je Sourab Paul, vodeći autor rada, u saopštenju Univerziteta u Mančesteru. „Intenzitetsko mapiranje vodonika se dugo smatra obećavajućim načinom da se svemir mapira efikasno, ali signal je krajnje slab i teško ga je izdvojiti od zračenja u prvom planu, od radio smetnji koje pravi čovek i od uticaja instrumenta.”

U timu je i Mario Santos, profesor na Univerzitetu Zapadnog Kejpa, koji je istakao neobičnu okolnost oko porekla podataka: „Posebno je izuzetno to što su podaci korišćeni u ovoj studiji snimljeni 2018. godine, kada je MeerKAT tek bio počeo naučni rad.”

Koautor Žaoting Čen, koji je doktorirao 2024. godine i sada radi na Univerzitetu u Edinburgu, objasnio je zašto je neutralni vodonik uopšte bitan za razumevanje galaksija: „Neutralni vodonik je jedan od ključnih sastojaka za razumevanje toga kako galaksije nastaju i kako se razvijaju.”

MeerKAT je prethodnica buduće opservatorije Kvadratni kilometarski niz, poznatije po engleskoj skraćenici SKA, za koju se intenzitetsko mapiranje vodonika smatra jednim od glavnih naučnih ciljeva. Laura Volc iz Centra za astrofiziku Džodrel Benk pri Univerzitetu u Mančesteru, koautorka rada, povezala je ovaj rezultat sa tim planovima: „MeerKAT nastavlja da otvara nove prozore za kosmologiju.”

Sam rezultat, ipak, ostaje demonstracija metode na dva uska preseka kosmičke istorije, a ne mapa celog neba. Analizirano je 96 sati posmatranja iz jednog perioda rada teleskopa, sa samo dve tačke na crvenom pomaku, što je dovoljno da se pokaže da tehnika radi bez optičkih kataloga, ali nedovoljno da se iz toga izvuku zaključci o raspodeli tamne materije ili evoluciji galaksija na širem uzorku. Autori sami navode da će tek buduća posmatranja, sa većim pokrivenim delom neba i dužim vremenom ekspozicije, omogućiti detaljnije mapiranje vodonika i jasniji uvid u to kako se kosmička mreža menjala tokom milijardi godina.