Teleskop CHIME samostatně zmapoval vodík v raném vesmíru

Kanadský radioteleskop CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) dokázal po sedmi letech práce vytvořit mapu distribuce vodíku v raném vesmíru, a to zcela samostatně, bez pomoci dalších přístrojů. Výsledky výzkumu byly publikovány 28. září 2026 v odborném časopise The Astrophysical Journal a podílel se na nich mimo jiné Arnab Chakraborty, postdoktorand z University of Toronto.

Teleskop CHIME se nachází poblíž města Penticton v kanadské Britské Kolumbii a na rozdíl od klasických optických dalekohledů nesleduje viditelné světlo, ale radiové záření vodíku. Právě vodík je pro astronomy klíčový prvek – jak uvádí výzkumný tým, vodík je nejrozšířenějším prvkem ve vesmíru a surovinou, z níž vznikají hvězdy. Jeho rozmístění v prostoru proto vypovídá o struktuře kosmu v jeho nejranějších fázích.

Nová studie vychází z dat nasbíraných během 94 nocí pozorování v roce 2019. Teleskop dokáže zachytit signály vodíku pocházející z doby přibližně tři miliardy let po Velkém třesku, tedy z období, kdy se formovaly první galaxie a kdy se vesmír nacházel v podstatně jiném stavu než dnes. Podle výsledků tvoří takzvaný neutrálně atomární vodík zhruba dvě procenta veškerého vodíku ve sledovaných oblastech vesmíru – tato forma vodíku je pro vědce snadněji detekovatelná a slouží jako stopovací látka pro mapování rozložení hmoty v kosmu.

Hlavním přínosem nové práce je, že CHIME nyní dokáže provádět měření nezávisle, bez nutnosti kombinovat svá data s pozorováními jiných teleskopů. To výzkum výrazně zlevňuje a zrychluje, protože vědci již nemusejí koordinovat společná pozorování s dalšími observatořemi a čekat na jejich dostupnost. Samostatná schopnost CHIME mapovat vodík tak otevírá cestu k rozsáhlejším a systematičtějším přehlídkám vesmíru za nižší náklady.

Mapování distribuce vodíku má podle vědců zásadní význam i pro studium temné energie, tajemné síly, která je zodpovědná za zrychlující se rozpínání vesmíru. Sledováním toho, jak se rozmístění vodíku měnilo v průběhu kosmické historie, mohou astronomové lépe pochopit, jakým způsobem temná energie ovlivňovala vývoj vesmírných struktur v různých obdobích. CHIME tak nabízí alternativní metodu zkoumání tohoto jevu, která doplňuje tradiční přístupy založené na pozorování vzdálených supernov nebo analýze reliktního záření.

Projekt CHIME je výsledkem spolupráce několika kanadských univerzit a výzkumných institucí a byl navržen primárně pro studium rádiového záření z vesmíru v širokém frekvenčním rozsahu. Kromě mapování vodíku se teleskop využívá i k detekci rychlých rádiových záblesků, což jsou krátké, ale extrémně energetické impulzy přicházející z hlubokého vesmíru, jejichž původ zatím není zcela objasněn. Nová schopnost samostatného měření distribuce vodíku ale představuje významný krok v dalším využití tohoto zařízení pro kosmologický výzkum.

Sedmileté úsilí vedoucí k aktuálním výsledkům zahrnovalo nejen samotný sběr dat, ale i vývoj metod pro jejich zpracování a analýzu. Vzhledem k obrovskému množství informací, které CHIME generuje, bylo nutné vytvořit sofistikované algoritmy schopné odfiltrovat rušivé signály a izolovat skutečné stopy vodíku v raném vesmíru. Tým vedený mimo jiné Chakrabortym tak musel překonat řadu technických překážek, než mohl dospět k publikovaným výsledkům.

Vědci očekávají, že další pozorování s využitím vylepšených metod povedou k ještě přesnějším mapám a umožní sledovat vývoj vesmíru v ještě širším časovém rozmezí. Samostatná schopnost CHIME provádět taková měření by měla v budoucnu usnadnit i mezinárodní spolupráci, protože kanadský tým bude moci nabízet komplexní datové sady bez nutnosti složité koordinace s dalšími observatořemi po celém světě.