Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature” descrive una ricerca che descrive la rilevazione delle possibili tracce delle prime stelle nate nell’universo, trovate nella radiazione cosmica a microonde dall’idrogeno che esisteva all’epoca. Un team di ricercatori guidato da Alan Rogers del MIT Haystack Observatory e da Judd Bowman dell’Arizona State University ha impiegato oltre un decennio per raccogliere quelle che sono ritenute le prove che le prime stelle nacquero circa 180 milioni di anni dopo il Big Bang, ben prima rispetto alle stime precedenti.

La fase della storia dell’universo in cui nacquero le prime stelle è conosciuta come reionizzazione, perché la luce delle prime stelle interagì con il gas presente in grande abbondanza nell’universo ionizzandolo e quindi separando gli elettroni dai protoni. Le stime del sui inizio variano a seconda dei metodi usati lasciando la questione ancora aperta.

Osservazioni effettuate con il telescopio spaziale Hubble hanno trovato galassie nate circa 300 milioni di anni dopo il Big Bang ma non è certo quando le stelle cominciarono a formarsi al loro interno. Stime basate sulle rilevazioni effettuate dalla sonda spaziale Planck Surveyor tra il 2009 e il 2013 indicano che le prime stelle sono nate tra 550 e 700 milioni di anni dopo il Big Bang.

Il team guidato da Alan Rogers e Judd Bowman ha tentato un approccio diverso al problema, basato sull’idea che le prime stelle erano supermassicce ed emettevano forti radiazioni ultraviolette che ionizzarono l’idrogeno. Ciò causò l’assorbimento da parte del gas di fotoni dalla radiazione cosmica di fondo, indicata con gli acronimi inglesi CMB o CMBR, il residuo delle primissime fasi di vita dell’universo. La conseguente distorsione spettrale dev’essere rilevabile ancor oggi.

Per trovare quella distorsione spettrale i ricercatori hanno costruito un’antenna radio che è anche un radiospettrometro chiamato Experiment to Detect the Global EoR Signature (EDGES) dove EoR significa Epoch of Reionization, cioè epoca della reionizzazione. Questo strumento è stato usato al Murchison Radio-astronomy Observatory (MRO) della CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation), un luogo dove il rumore di fondo generato da emittenti radio locali è minimo e quindi le condizioni sono buone per questo tipo di ricerca.

Dopo 12 anni di progettazione e costruzione dello strumento e di raccolta dati, i ricercatori hanno individuato nella radiazione cosmica di fondo un’alterazione a circa 78 MHz. Dopo la correzione dovuta allo spostamento verso il rosso, essa risulta compatibile con la riga d’assorbimento a 21 cm dell’idrogeno ionizzato dalle emissioni ultraviolette delle prime stelle.

L’analisi di quella traccia indica che le stelle che l’hanno generata esistevano circa 180 milioni di anni dopo il Big Bang. L’alterazione è maggiore rispetto a quanto previsto dai modelli teorici e potrebbe significare che l’universo a quell’epoca remota fosse più freddo del previsto, attorno ai 3 Kelvin. Si tratta di risultati molto interessanti ma una verifica approfondita potrebbe essere possibile solo con strumenti di nuova generazione come il radiotelescopio SKA e il telescopio spaziale James Webb.