Terkadang menjadi astronom itu mudah. Ketika target selestial Anda adalah sesuatu yang sederhana dan cerah, gim ini bisa sangat mudah: arahkan teleskop Anda ke benda itu dan tunggu saja semua foton menarik untuk dituangkan.
Namun terkadang menjadi astronom itu sulit, seperti ketika Anda mencoba mempelajari bintang-bintang pertama yang muncul di alam semesta. Mereka jauh terlalu jauh dan terlalu pingsan untuk melihat langsung dengan teleskop (bahkan Teleskop Luar Angkasa James Webb yang sangat populer hanya akan dapat melihat galaksi pertama, kumpulan cahaya dari ratusan miliar bintang). Sampai saat ini, kami tidak memiliki pengamatan bintang-bintang pertama, yang merupakan gelandangan utama.
Jadi, para astronom melakukan sedikit kosmik mengintip a-boo.
Sebelum bintang-bintang pertama terbentuk (tanggal pastinya tidak pasti, karena kita belum mengamatinya, tetapi kami menduga itu terjadi sekitar tiga belas miliar tahun yang lalu), alam semesta hampir seluruhnya terdiri dari hidrogen netral murni, murni: elektron tunggal terikat pada proton tunggal dalam harmoni yang sempurna.
Tetapi kemudian bintang-bintang pertama muncul, dan menuangkan radiasi energi tinggi mereka ke seluruh kosmos, membanjiri alam semesta dengan sinar-X yang berlebihan dan sinar gamma. Radiasi yang kuat merobek hidrogen netral, mengubahnya menjadi plasma tipis tapi panas yang kita lihat di alam semesta saat ini. Proses ini, yang dikenal sebagai Zaman Reionisasi, dimulai dalam bidang-bidang kecil yang akhirnya tumbuh menelan kosmos, seperti sekelompok gelembung aneh.
Semua ini menarik, tetapi bagaimana para astronom dapat benar-benar mendeteksi proses ini? Mereka dapat melakukannya melalui sedikit trik hidrogen netral: memancarkan radiasi pada frekuensi yang sangat spesifik, 1420 MHz, yang sesuai dengan panjang gelombang 21 sentimeter. Sebelum bintang-bintang pertama online, gas netral memancarkan radiasi 21cm ini oleh bucketload, dengan sinyal secara bertahap berkurang ketika alam semesta menjadi plasma.
Kedengarannya seperti sebuah rencana, kecuali a) sinyal ini sangat lemah, dan b) satu miliar lainnya di alam semesta memancarkan radiasi pada frekuensi yang sama, termasuk radio kita di Bumi.
Mengurai kebisingan yang mengganggu dari sinyal kosmologis yang berair membutuhkan pengambilan data yang banyak dan menyaring tumpukan jerami astronomis untuk jarum 21cm. Saat ini kami tidak memiliki kemampuan untuk melakukan pendeteksian - yang harus menunggu untuk teleskop radio generasi berikutnya seperti Square Kilometer Array - tetapi observatorium saat ini seperti Murchison Widefield Array di Australia Barat sedang meletakkan semua landasan yang diperlukan.
Termasuk mengirimkan 200 TB data dalam operan pertamanya, yang saat ini sedang dianalisis oleh beberapa superkomputer paling kuat di dunia.
