Понякога е лесно да си астроном. Когато вашата небесна мишена е нещо просто и ярко, играта може да бъде доста проста: насочете телескопа си към нещото и просто изчакайте да се излеят всички сочни фотони.
Но понякога да си астроном е трудно, като когато се опитваш да изучаваш първите звезди, които се появяват във Вселената. Те са твърде далеч и твърде припаднали, за да виждат директно с телескопи (дори много по-свръхкосмическият космически телескоп Джеймс Уеб ще може да вижда само първите галактики, натрупване на светлина от стотици милиарди звезди). Към днешна дата нямаме никакви наблюдения на първите звезди, което е основен бум.
И така, астрономите участват в малко космически peek-a-boo.
Преди да се образуват първите звезди (точната дата е несигурна, защото още не сме я наблюдавали, но подозираме, че се е случила преди около тринадесет милиарда години), Вселената е била съставена почти изцяло от чист, неподправен неутрален водород: единични електрони, свързани към единични протони в перфектна хармония.
Но тогава се появиха първите звезди и изляха високоенергийното си излъчване из целия космос, заливайки Вселената с обилни рентгенови лъчи и гама лъчи. Тази интензивна радиация разкъса неутралния водород, превръщайки го в тънката, но гореща плазма, която виждаме в днешната Вселена. Този процес, известен като Епохата на реионизация, започна в малки петна, които в крайна сметка се разрастиха, за да обхванат космоса, като куп странни мехурчета.
Всичко това е завладяващо, но как всъщност астрономите могат да открият този процес? Те могат да го направят чрез малък трик с неутрален водород: той излъчва радиация при много специфични чести, 1420 MHz, което съответства на дължина на вълната от 21 сантиметра. Преди първите звезди да дойдат онлайн, неутралният газ изпомпва това 21см радиация чрез кофата, като сигналът постепенно намалява, тъй като Вселената става плазма.
Звучи като план, с изключение на а) този сигнал е невероятно слаб и б) милион други неща във Вселената излъчват радиация с подобни честоти, включително нашите радиостанции на Земята.
Разединяването на досадния шум от сочния космологичен сигнал изисква отнемане на планини от данни и пресяване през астрономическата сено за иглата 21 см. Понастоящем нямаме възможности да направим откриването - за това ще трябва да чакаме радио-телескопи от ново поколение като квадратен километров масив - но настоящите обсерватории като Мърчисън Широколенския масив в Западна Австралия полагат всички необходими основи.
Включително доставяне на 200 TB данни при първото му преминаване, което в момента се анализира от някои от най-мощните суперкомпютри в света.
