טלסקופ הרדיו CHIME בקנדה הצליח לזהות אות חלש של מימן מהתקופה שבה היקום היה בן כחמישה מיליארד שנה. המחקר החדש מדגים דרך למדידת התפלגות החומר ביקום הרחוק, ועשוי לסייע בעתיד להבין את האנרגיה האפלה ואת התפשטות היקום.

10 באוקטובר 2026

אות רדיו שנפלט ממימן לפני כתשעה מיליארד שנה נקלט באמצעות טלסקופ בקנדה, ועשוי לפתוח דרך חדשה לחקר היקום. חוקרים שמשתמשים בטלסקופ CHIME דיווחו על זיהוי פליטת הרדיו החלשה של מימן קדום בעזרת נתוני הטלסקופ עצמו, בלי להסתמך לצורך הזיהוי על מיפוי גלקסיות מטלסקופים אחרים.

התוצאה, שפורסמה בשני מחקרים בכתב העת The Astrophysical Journal, עשויה לסייע בבניית מפות של החומר ביקום הקדום. בהמשך מקווים המדענים להשתמש בשיטה כדי לבדוק כיצד השתנתה התפשטות היקום לאורך מיליארדי שנים – שאלה חשובה בחקר האנרגיה האפלה.

חמישה דברים שצריך לדעת

• מבט לעבר: האות הגיע מתקופה לפני כ־9 מיליארד שנה, כשהיקום היה צעיר בהרבה.
• פליטה של מימן: מדובר בגלי רדיו טבעיים ממימן ניטרלי, ולא באות מתרבות חוצנית.
• שיטת מדידה חדשה: חוקרי CHIME הצליחו לזהות את האות מנתוני הרדיו עצמם.
• תצפיות ארוכות: ניתוח התוצאות התבסס על 94 לילות מדידה מ־2019 ועל בדיקות ממושכות לשלילת טעויות.
• לא פתרון התעלומה: המחקר לא גילה מהי האנרגיה האפלה, אך עשוי לאפשר למדוד בעתיד כיצד השפיעה על היקום.

איך קולטים אות מלפני תשעה מיליארד שנה?

כשאסטרונומים מביטים אל החלל הרחוק הם רואים למעשה את העבר: האור וגלי הרדיו הנפלטים מעצמים רחוקים זקוקים למיליארדי שנים כדי להגיע לכדור הארץ.

המימן, היסוד הנפוץ ביקום, פולט במצבו הניטרלי קרינת רדיו אופיינית באורך גל של 21 סנטימטר. ככל שהיקום מתפשט, אורך הגל של הקרינה הנעה בחלל נמתח. החוקרים משתמשים בשינוי הזה, המכונה הסחה לאדום, כדי ללמוד על הזמן והמקום שמהם הגיעו האותות.

מה מיוחד בטלסקופ CHIME?

טלסקופ CHIME, ראשי תיבות של Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment, ממוקם ליד פנטיקטון בקולומביה הבריטית. בניגוד לטלסקופים בעלי צלחת מסתובבת, הוא בנוי מארבעה מחזירי גלים גליליים קבועים. הוא משתמש בסיבוב כדור הארץ כדי לסרוק מדי יום אזור רחב של השמיים.

הקושי אינו רק במרחק העצום: האות מהמימן הקדום חלש ביחס לקרינת הרדיו שמגיעה ממקורות אחרים בחלל ואף להפרעות מתקשורת אנושית וממערכות המדידה. הצוות פיתח שיטות לעיבוד כמות גדולה של נתונים ולהפרדת האות המבוקש מן הרעש.

94 לילות התצפית סיפקו בסיס לתוצאה, והחוקרים ביצעו בדיקות חוזרות כדי לוודא שלא מדובר באשליה סטטיסטית או בתקלה בציוד.

מהי האנרגיה האפלה?

מאז המפץ הגדול היקום מתפשט. בסוף שנות התשעים גילו אסטרונומים שהתפשטותו לא רק נמשכת, אלא גם מואצת. כדי לתאר את התופעה, המודל הקוסמולוגי המקובל כולל רכיב הקרוי אנרגיה אפלה, המהווה לפי ההערכות כ־68%–70% מתקציב האנרגיה של היקום.

אלא שטבעו הפיזיקלי של הרכיב הזה עדיין אינו ידוע. ייתכן שמדובר בתכונה קבועה של החלל, כפי שמתאר הקבוע הקוסמולוגי, ואפשר גם לבחון מודלים שבהם השפעתו משתנה לאורך הזמן.

איך מיפוי מימן עשוי לסייע?

במקום לזהות כל גלקסיה בנפרד, CHIME מודד את פליטת המימן המשולבת באזורים עצומים. השיטה נקראת מיפוי עוצמת מימן (Hydrogen Intensity Mapping). היא מאפשרת לחקור את התפלגות החומר ולנסות לשחזר כיצד התפתח המבנה הגדול של היקום.

מיפוי מדויק של החומר בתקופות שונות יכול להוסיף נתונים על קצב התפשטות היקום. כך אפשר יהיה לבדוק תחזיות של מודלים שונים לאנרגיה אפלה. אולם הזיהוי החדש עצמו עדיין אינו מוכיח איזה מודל נכון.

מה למדו המדענים על המימן ביקום הקדום?

ניתוח נפרד של הנתונים נועד להעריך גם את כמות המימן הניטרלי באותה תקופה. החוקרים העריכו שכ־2% מהמימן היה במצב אטומי ניטרלי. הממצא מוסיף מידע על התפלגות הגז ותהליך היווצרותן של גלקסיות ביקום הצעיר.

מה השלב הבא?

הנתונים שנבדקו נאספו ב־2019. בינתיים צבר הטלסקופ תצפיות נוספות לאורך שנים, והחוקרים מתכננים לעבד אותן כדי להגדיל את נפח היקום שאפשר לחקור ולשפר את דיוק המפה. בהמשך מקווים לבחון גם תקופות שבהן היקום היה בן כשלושה מיליארד שנה בלבד.

שאלות ותשובות

האם החוקרים גילו מהי האנרגיה האפלה?

לא. הם הדגימו שיטה חדשה שעשויה לסייע למדידות עתידיות של התפשטות היקום, אבל טבעה של האנרגיה האפלה עדיין אינו ידוע.

מהו טלסקופ CHIME?

טלסקופ רדיו בקנדה המשמש לחקר מבנה היקום ולזיהוי תופעות רדיו אסטרונומיות, ובהן פרצי רדיו מהירים.

האם מדובר באות מחייזרים?

לא. מדובר בקרינת רדיו טבעית ממימן, חומר נפוץ מאוד בחלל.

מה ההבדל בין אנרגיה אפלה לחומר אפל?

חומר אפל הוא חומר בלתי נראה שעקבות השפעתו הכבידתית נמדדות בתנועת גלקסיות ובתופעות אחרות. אנרגיה אפלה היא השם לרכיב שמשמש להסביר את ההתפשטות המואצת של היקום.

אחרי מה לעקוב?

המדענים ימשיכו לנתח נתונים חדשים של CHIME ולנסות לבנות מפות מימן רחבות ומדויקות יותר. המבחן המשמעותי יהיה האם הנתונים הללו יאפשרו להבחין בין הסברים שונים לאנרגיה האפלה.

הזווית הישראלית

המחקר משתלב במאמץ בינלאומי לפענח את ההיסטוריה של היקום, תחום שבו עוסקים גם חוקרים במוסדות אקדמיים בישראל. שיטות חדשות לעיבוד אותות רדיו חלשים עשויות להרחיב את כלי המחקר של אסטרונומים בכל העולם.

מקורות: הודעת המחקר; מחקר ראשון ב־The Astrophysical Journal; מחקר שני.