De l’hydrogène atomique détecté dans la galaxie la plus lointaine à ce jour

L’hydrogène est le composant le plus courant dans l’espace lointain, et il peut être trouvé sous la forme d’un seul atome ou apparié dans une molécule. L’hydrogène atomique peut émettre une lumière particulière lorsqu’il change d’état quantique, connue sous le nom de ligne de 21 centimètres – la longueur d’onde particulière de l’émission radio (comparable à 8,27 pouces). De nouvelles observations ont en fait eu la capacité de trouver cette émission dans la galaxie la plus lointaine à ce jour.

L’atome d’hydrogène le plus simple est composé d’un proton et d’un électron. Les particules élémentaires ont une quantité appelée spin, et la configuration la moins énergétique est lorsque le spin de ces 2 particules pointe dans les directions opposées. Mais souvent, lorsque l’hydrogène se forme ou communique avec d’autres choses, ils pointent dans la même direction. Donc avec le temps, le système va lancer un peu d’énergie et basculer. Cette énergie est l’émission radio recherchée par les astronomes.

Le précédent détenteur du record de la plus grande distance -la détection de la ligne de 21 centimètres a émis ces ondes radio il y a 4,1 milliards d’années. La toute nouvelle détection fait plus que doubler cela. Il a parcouru l’univers pendant 8,8 milliards d’années. L’identification de cette émission a été possible grâce à l’existence d’une lentille gravitationnelle. Une épaisse galaxie elliptique de premier plan située à 1,8 milliard d’années-lumière a déformé l’espace-temps avec sa masse. La ligne de 21 centimètres provient d’une galaxie derrière elle dont la lumière a été agrandie de manière significative.

 » Dans ce cas particulier, le grossissement du signal avait à voir avec un facteur de 30, nous permettant de voir à travers l’univers à décalage vers le rouge élevé « , a déclaré le co-auteur, le professeur Nirupam Roy, de l’Indian Institute of Science, dans une déclaration.

Le redshift est une quantité déterminée par les astronomes, et elle est proportionnelle à la distance parcourue par une chose dans l’univers. Du fait de la croissance de l’univers aux distances cosmiques, la lumière émise par les objets est décalée vers la partie rouge du spectre de la lumière visible, d’où le « redshift ». Vous pouvez imaginer que les longueurs d’onde de la lumière s’étendent à mesure que l’univers s’élargit. L’émission de cette galaxie, bien qu’à l’origine de 21 centimètres, a été mesurée à une longueur d’onde plus longue.

 » En raison de l’immense distance à la galaxie, la raie d’émission de 21 cm s’était en fait déplacée vers le rouge à 48 cm [18,9 pouces] au moment où le signal a fait un voyage de la source au télescope « , a inclus le Dr Arnab Chakraborty, de l’Université McGill.

Grâce à ces mesures, l’équipe a pu estimer la quantité d’hydrogène atomique dans la galaxie. La valeur est comparable à 900 milliards de soleils, ce qui correspond à deux fois la masse approximative des étoiles car galaxie.

Les observations ont été possibles grâce à l’utilisation du radiotélescope géant à ondes métriques (GMRT) amélioré . L’observatoire se trouve à Narayangaon, en Inde.

 » Trouver de l’hydrogène neutre dans les émissions de l’Univers lointain est un défi exceptionnel et a été l’un des principaux objectifs scientifiques du GMRT. Nous sommes satisfaits de ce nouveau résultat révolutionnaire avec le GMRT, et espérons que cela pourra être vérifié et amélioré à l’avenir « , a décrit Yashwant Gupta, directeur de centre au National Center pour la radio astrophysique.

Le travail est publié dans les avis mensuels de la Royal Astronomical Society.