Алан Когут из Центра космических полётов NASA имени Годдарда подбирает слова осторожно, но разочарование в его голосе не скрыть: «Вселенная подкинула нам очередную загадку. Вместо ожидаемого слабого сигнала мы получили шум, в шесть раз громче, чем кто-либо мог предсказать». Речь идёт об эксперименте, который задумывался как охота за едва уловимым тепловым излучением первых звёзд, а обернулся столкновением с необъяснимым космическим рёвом.

Воздушный шар размером с футбольное поле

В 2006 году в верхние слои атмосферы, на высоту около 37 километров — туда, где воздух уже почти сходит на нет, — поднялся гигантский гелиевый шар. Его объём был таков, что внутри свободно поместилось бы целое футбольное поле. Шар нёс на себе инструменты проекта ARCADE (Absolute Radiometer for Cosmology, Astrophysics, and Diffuse Emission) — совместной затеи NASA, Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и Университета Мэриленда. Задача выглядела амбициозно: поймать и измерить излучение, оставшееся от самых первых светил, загоревшихся во тьме молодой Вселенной.

Чтобы добиться рекордной чувствительности, радиоприёмники ARCADE погрузили в жидкий гелий — почти 1900 литров дорогого хладагента. Рабочая температура инструментов была всего на 2,7 градуса выше абсолютного нуля, то есть около минус 270 градусов по Цельсию. Это температура реликтового микроволнового фона — эха Большого взрыва, которое пронизывает космос. Идея заключалась в том, чтобы исключить любые тепловые помехи и расслышать тишайший шёпот древнего света.

Сигнал, которого не ждали

Но вместо слабого отпечатка первых звёзд детекторы зарегистрировали мощный радиошум, многократно превосходящий все теоретические расчёты. Он оказался в шесть раз громче любого предсказанного уровня. Астрономы перепроверили данные, исключили возможность происхождения сигнала от первых звёзд, а затем по очереди отмели и другие известные радиоисточники. Газ во внешнем гало нашей собственной Галактики? Нет. Давно изученные радиогалактики? Их суммарного вклада тоже недостаточно, чтобы объяснить зафиксированную мощь.

История радиоастрономии знает немало сюрпризов. Ещё в 1930 году американский физик Карл Янский впервые поймал радиоизлучение Млечного Пути — и тем самым открыл целое окно во Вселенную. С тех пор астрономы научились слушать космос и выяснили, что радиоволны испускают многие объекты: пульсары, квазары, облака ионизированного газа. Но даже с учётом всех этих источников картина не сходится. Во Вселенной просто недостаточно «радиогалактик», чтобы породить такой мощный и повсеместный фон.

Загадка молодой Вселенной

Искомый сигнал от первых звёзд остался погребённым под этим необъяснимым радиофоном. Похоже, когда Вселенная была вдвое моложе, в ней произошло нечто необычное — событие или процесс, оставившие после себя грандиозный радиошум, который мы слышим до сих пор. Что именно — пока не ясно. Учёные лишь констатируют: объяснения этому нет.

Подробный анализ результатов ARCADE был представлен на 213-й встрече Американского астрономического общества в Лонг-Бич, Калифорния. Профессор Филипп Любин из Университета Санта-Барбары подвёл итог с философской ноткой: «Мы живём словно в затемнённой комнате и каждый раз, включая свет, находим что-нибудь новое. Вселенная продолжает нас удивлять». И правда, инструмент, созданный для одной цели, неожиданно высветил другую — куда более таинственную.

ARCADE стал первым прибором, способным измерять радиоволны с такой высокой точностью, и его неожиданное открытие — не неудача, а приглашение к новой главе в астрофизике. Теперь исследователям предстоит разгадать природу этого странного космического шума: возможно, он укажет на неизвестные типы источников, экзотическую физику ранней Вселенной или даже на процессы, о которых мы пока не имеем ни малейшего представления.