Malá družice CosmoCube má z oběžné dráhy Měsíce hledat stopu po období, kdy vesmír ještě neobsahoval první hvězdy. Návrh mise počítá s využitím odvrácené strany Měsíce jako přirozeného štítu proti rádiovému rušení ze Země. Koncept popisuje studie zveřejněná v časopise Nature Astronomy.
Zkoumaná etapa se označuje jako kosmické temno. Následovala po vzniku prvních atomů, ale před rozsvícením prvních hvězd a galaxií. V té době byl vesmír vyplněn především neutrálním vodíkem. Právě ten mohl vysílat rádiové záření na vlnové délce 21 centimetrů, které dnes kvůli rozpínání vesmíru pozorujeme při výrazně nižších frekvencích.
Signál vodíku je pro kosmology zajímavý proto, že nese informaci o podmínkách v raném vesmíru. Takzvaná čára 21 centimetrů vzniká při změně uspořádání spinu protonu a elektronu v atomu neutrálního vodíku. Měřením její intenzity v různých frekvencích lze nepřímo rekonstruovat, jak se v čase měnila hustota a teplota kosmického plynu.
CosmoCube má podle návrhu provádět celoplošné měření tohoto signálu z oběžné dráhy kolem Měsíce. Studie uvádí, že přístroje na Zemi narážejí u nejnižších frekvencí na několik problémů: ruší je vysílače a zároveň je omezuje ionosféra, tedy elektricky nabitá část zemské atmosféry. Odvrácená strana Měsíce může během části oběhu družici odstínit od pozemského rádiového provozu.
Výzkumníci chtějí sledovat zejména frekvence odpovídající rudým posuvům přibližně od 12 do 30, tedy období zhruba 100 až 300 milionů let po velkém třesku. Rudý posuv vyjadřuje, jak moc rozpínání vesmíru protáhlo původní vlnovou délku záření. V tomto časovém rozmezí se podle současných modelů objevovaly první hvězdy a začínala proměna neutrálního vodíku zářením prvních galaxií.
Naměřená data by mohla zpřesnit představy o tom, kdy a jak skončilo kosmické temno. Zároveň by poskytla test pro modely, podle nichž temná hmota svým gravitačním působením pomohla vytvořit první zárodky galaxií. Nešlo by ale o přímé pozorování temné hmoty. Její přítomnost by vědci vyhodnocovali z toho, jak ovlivnila rozložení běžné hmoty a vznik raných struktur.
CosmoCube zatím zůstává návrhem vědecké mise, nikoli provozovaným observatořním zařízením. Výsledkem zveřejněné práce je především popis vědeckého cíle a technického řešení, nikoli nové měření raného vesmíru. Autoři zároveň upozorňují, že citlivá nízkofrekvenční pozorování bude nutné provádět dříve, než rostoucí počet pozemských a měsíčních aktivit začne rádiové prostředí v okolí Měsíce výrazněji ovlivňovat.
Zdroj: ScienceDaily
Tento článek byl vytvořen s pomocí umělé inteligence a redakčně zkontrolován.