Coelum Astronomia 221 - 2018 - Page 53

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A sinistra. Il grafico con l'andamento del segnale previsto nel 2000 da Paolo Tozzi et al. Crediti: Paolo Tozzi, Piero Madau, Avery Meiksin e Martin J. Rees - The Astrophysical Journal.

cosmica di fondo, se uno guarda lo spettro, si doveva intravedere questa “tacca” legata alle prime stelle. E la si doveva trovare ovunque nel cielo».

- E infatti… Vi è toccato attendere una ventina d’anni, ma la mattina di giovedì 1 marzo 2018 quella tacca ve la siete ritrovata su Nature, nell’articolo di Judd Bowman e colleghi.

«Proprio così. E l’avrebbero vista con uno strumento di una semplicità disarmante. Se uno guarda una foto delle antenne di EDGES, dicevamo scherzando fra colleghi, sembrano due tavolini da the messi su una griglia di metallo in mezzo al deserto. Ed effettivamente è più o meno così. Certo, dietro c’è l’enorme complessità richiesta nel trattare il segnale, analizzarlo, riceverlo e pulirlo dalle sorgenti astronomiche di foreground. Ma l’immagine che abbiamo è appunto di questi due tavolini messi in mezzo al deserto, ed è impressionante pensare che si sarebbero collegati con l’inizio dell’Universo in questo modo. La cosa incredibile è che il segnale che hanno visto è molto più forte di quello che ci si aspettava. Tant’è vero che altri scienziati hanno subito proposto, quasi in contemporanea, un altro articolo in cui interpretano questa differenza – il fatto che appaia molto più profonda di quanto atteso – come il segno di una nuova fisica».

- In che senso una nuova fisica?

«Per rendere così profonda la tacca, dicono, ci dev’essere qualcosa che raffredda ulteriormente questo gas, qualcosa che potrebbe essere addirittura la materia oscura interagente: una materia oscura che interagisce con la materia ordinaria! E quindi la cosa ha veramente del clamoroso».

(Leggi l’intervista integrale)

Si tratta dunque di un risultato davvero enorme, inseguito da tempo e difficilissimo da conseguire, in grado di lasciare stupita l'intera comunità scientifica. Per compiere questa delicatissima osservazione, che ha richiesto più di dieci anni di ricerca, progettazione, calibrazione e raccolta dati, è stata usato un radiospettrometro ultrasensibile, una particolare antenna radio chiamata EDGES (Experiment to Detect the Global Epoch of Reionization Signature, letteralmente “Esperimento per Captare la Firma Globale dell’Epoca della Reionizzazione”) capace di scovare la “firma” dell’origine del segnale. Per cercare di ridurre al minimo il rumore di fondo, l’antenna è stata posizionata in una zona di silenzio radio nella parte occidentale dell’Australia, presso il Murchison Radioastronomy Observatory di CSIRO.

«Questa scoperta è stata una grande sfida tecnica», ha affermato Peter Kurczynski, direttore del programma dell’Advanced Technologies and Instrumentation della Division of Astronomical Sciences presso la National Science Foundation, che ha finanziato il progetto. «Le fonti di rumore possono essere migliaia di volte più potenti del segnale che stavano cercando. È come essere nel mezzo di un tifone e cercare di sentire il battito d’ali di un colibrì». Nonostante tutto, Bowman sottolinea come la ricerca sin qui condotta non sia ancora conclusiva. «Abbiamo lavorato duramente negli ultimi due anni per validare il segnale rilevato» afferma l'astronomo «ma disporre dei risultati di un altro gruppo di ricerca in grado di confermare il rilevamento in modo indipendente è uno degli aspetti fondamentali del processo che governa la ricerca scientifica».

A sinistra. Il grafico che mostra l’effetto della riga d’assorbimento dell’idrogeno osservato da Edges sulla radiazione cosmica di fondo all’epoca della fine dell’era oscura (fonte: Judd D. Bowman et al. La porzione del grafico compresa fra i 70 e i 90 MHz, là dove la linea della temperatura di brillanza si abbassa di quasi mezzo grado, se sarà confermata, è destinata a rimanere nei libri di scienza. È l’impronta della luce delle prime stelle.