氢是自然界中最简单的原子，也是最丰富的原子。它是让星星发光的燃料，从而使生命成为可能。
现在，天文学家利用不列颠哥伦比亚省的一架罕见射电望远镜进行了迄今为止最遥远的测量，显示了氢原子在深空的分布情况。
这一结果支持了一幅关于大爆炸后物质如何形成并创造我们今天所知的宇宙的新图景。
“我们真正追踪的是构成宇宙致密结构的星系团和星系族以及弦，”该团队的首席研究员、不列颠哥伦比亚大学教授马克·哈尔彭(Mark Halpern)说。
他说，随着他和同事们努力更好地理解该信号，它可能会实现更雄心勃勃的目标：直接测量宇宙的膨胀率。这将提供一种独立的方法来检测暗能量的影响，暗能量是一种被认为导致膨胀加速的未知现象。
该测定是使用位于不列颠哥伦比亚省彭蒂克顿的加拿大氢强度测绘实验（CHIME）做出的。
它由一系列被动收集来自天空的无线电波的天线组成。随着地球的旋转，天线在北方天空中旋转，逐渐从广阔的空间收集数据。该设备的核心是一个完整的计算机系统，它将来自多个方向的所有信息分开，并将其转化为无线电天空的平衡图像。
自 2017 年首次发射以来，CHIME 不断发现各种无线电源，例如脉冲星（在银河系中快速旋转的恒星体）和射电爆发（来自远离我们星系的星系内源的短暂但强烈的射电能量爆发）。
但 CHIME 最初的目标是探测星系间寒冷深处的氢原子产生的更安静、更扩散的无线电发射。该项目启动九年后似乎已经实现了这一目标。
在周一发表在《天体物理学杂志》上的两项研究中，天文学家透露，他们在距离地球约 80 亿光年的地方探测到了氢信号，比之前的任何测量都要远。信号分析显示了氢如何在太空中积累，这与绘制宇宙中物质大尺度结构的其他方法完全兼容。
“这就是 CHIME 测量的目的，”哈尔彭博士说。
研究小组表示，结果比预期更困难，部分原因是银河系周围电子发出的射电噪声比背景中微弱的氢信号强一万倍。
多伦多大学邓拉普研究所的博士后研究员阿纳布·查克拉博蒂（Arnab Chakraborty）负责这些数据的研究，他说：“你想要去除一个非常大的信号来检测一个非常弱的信号。”
他补充说，另一个问题是天文台周围的无线电环境，尽管存在局限性，但由于汽车和个人设备中不断连接到互联网的电子设备的激增，该环境是由人类无线电干扰产生的。
为了得出结果，该团队首先收集了 2,000 天的数据，然后将其缩减到仅 94 天，没有无线电干扰，在此期间的条件是感测宇宙氢信号的理想条件。
查克拉博蒂博士说，他和其他人对这些数据进行了两年多的研究，以使自己确信他们所看到的是真实的。
为了过滤掉不需要的无线电噪声，研究小组必须提取有关数十亿年前巨大氢云之间的分离如何变化的信息。如果这可以通过未来的分析来恢复，它将可以估计宇宙历史早期暗能量的强度。
滑铁卢大学天体物理学家威尔·珀西瓦尔（Will Percival）并未参与此次合作，他表示，CHIME 是世界各地“具有巨大潜力”利用氢来揭示宇宙历史和本质的几个设施之一。
“从数据中提取这不是一个容易的信号，”他说。 “感谢 CHIME 团队取得这一成果。
