MeerKAT misura l’idrogeno cosmico: un segnale radio di 4,5 miliardi di anni fa

Un debolissimo segnale radio emesso circa 4,5 miliardi di anni fa offre una nuova strada per ricostruire la struttura dell’universo. A rilevarlo è la collaborazione internazionale MeerKLASS, che con il radiotelescopio MeerKAT, in Sudafrica, ha misurato come l’idrogeno neutro si distribuisce su grandi scale cosmologiche, tracciando la rete cosmica lungo la quale si organizzano le galassie. Lo studio è uscito su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society; l’INAF lo ha presentato il 9 novembre 2026.

Come è stata ottenuta la misura

L’idrogeno, l’elemento più abbondante dell’universo, emette un caratteristico segnale radio alla lunghezza d’onda di 21 centimetri. L’espansione cosmica modifica quella lunghezza d’onda durante il viaggio: misurarla permette quindi di risalire alla distanza e all’epoca di origine del segnale. La tecnica usata, chiamata intensity mapping, raccoglie l’emissione complessiva dell’idrogeno di molte galassie, anche quando i singoli oggetti non sono distinguibili.

Lo studio ha analizzato osservazioni del 2021 su circa 236 gradi quadrati di cielo. Il segnale risale a quando l’universo aveva poco più di nove miliardi di anni. Per isolarlo, i ricercatori hanno usato le 64 antenne di MeerKAT come telescopi indipendenti e confrontato mappe costruite con gruppi diversi di antenne: il segnale cosmico è comune alle mappe, il rumore no. L’analisi ha raggiunto un rapporto tra segnale e rumore di 6,2.

Una sfida contro i disturbi

Le contaminazioni, come il fondo radio emesso dalla Via Lattea, possono superare il segnale cosmico cercato di centomila o persino di un milione di volte. «È come cercare di ascoltare una conversazione sussurrata durante un concerto», ha spiegato Isabella Paola Carucci, dell’INAF di Trieste. La misura è stata ottenuta dalle sole mappe radio dell’idrogeno, senza cataloghi esterni di galassie.

Il contributo italiano e i prossimi passi

Tra gli autori figurano Matilde Barberi-Squarotti (Università Statale di Milano), Stefano Camera (Università di Torino) e Carucci. Mário Santos, responsabile scientifico di MeerKLASS, parla di una pietra miliare, frutto di dieci anni di lavoro di ricercatori di sette paesi e tre continenti.

L’obiettivo è costruire mappe tridimensionali di enormi volumi del cosmo, per mettere alla prova i modelli di gravità e di energia oscura. Il programma prosegue con dati su epoche più lontane, per esplorare un volume oltre mille volte superiore, e prepara le indagini dello SKA Observatory, di cui MeerKAT è un precursore.

Fonti: INAF – Media INAF, Collaborazione MeerKLASS, SARAO