นักดาราศาสตร์วัดโครงสร้างไฮโดรเจนจักรวาลได้ตรงครั้งแรก ชี้อาจเปลี่ยนวิธีทำแผนที่เอกภพ

ทีม MeerKLASS Collaboration ตีพิมพ์ผลงานใน Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ว่าสามารถวัดโครงสร้างขนาดใหญ่ของไฮโดรเจนเป็นกลางในจักรวาลได้โดยตรงเป็นครั้งแรก

เรื่องนี้น่าสนใจเพราะไฮโดรเจนเป็นกลางคือธาตุที่มีมากที่สุดในจักรวาล และเป็นวัตถุดิบตั้งต้นของดาวฤกษ์ กาแลกซี และโครงสร้างเส้นใยจักรวาล (cosmic web) แต่การจับสัญญาณของมันยากมาก เพราะสัญญาณไฮโดรเจนอ่อนกว่าสัญญาณรบกวนอื่นๆ ในจักรวาลถึง 10,000 เท่า

ทีมวิจัยใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุ MeerKAT โดยให้จานรับสัญญาณทั้ง 64 จานทำงานเป็นกล้องอิสระแยกกัน แทนที่จะรวมเป็นกล้องตัวเดียว ซึ่งเป็นโหมดสังเกตใหม่ที่แลกความคมชัดของภาพกับความเร็วในการสำรวจ ทีมวิเคราะห์ข้อมูลครอบคลุมพื้นที่ฟ้าประมาณ 250 ตารางองศา และตรวจพบสัญญาณไฮโดรเจนที่ส่งมาจากเมื่อ 4.5 พันล้านปีก่อน หรือ 9 พันล้านปีหลัง Big Bang

ผลลัพธ์ที่ได้แสดงว่าไฮโดรเจนในจักรวาลเรียงตัวตามโครงสร้าง cosmic web จริง ซึ่งเป็นเทคนิคที่อาจเปลี่ยนวิธีที่นักคอสมอโลยีใช้ทำแผนที่จักรวาล ข้อมูลนี้ยังช่วยจำกัดขอบเขตค่าที่สำคัญอย่างอัตราขยายตัวของเอกภพ อิทธิพลของ Dark Energy และการกระจายตัวของ Dark Matter ได้ด้วย

Professor Mário Santos หัวหน้าโครงการสำรวจ MeerKLASS จาก University of the Western Cape พูดถึงการวัดครั้งนี้ไว้ว่า

...การวัดนี้ใช้เวลาทำงานอย่างอดทนนับทศวรรษ จากนักวิจัยที่กระจายอยู่ใน 7 ประเทศ 3 ทวีป และหลายคนในนั้นเป็นนักวิจัยรุ่นใหม่ที่ทุ่มเทอาชีพทั้งชีวิตให้กับโครงการนี้...

Santos ยังระบุด้วยว่าผลงานนี้จะเกิดขึ้นไม่ได้เลยถ้าไม่มีหอสังเกตการณ์ South African Radio Astronomy Observatory ซึ่งเป็นผู้สร้างและดูแลกล้อง MeerKAT