Zwei am 28. September 2026 veröffentlichte CHIME-Studien berichten eine 12,4σ-Detektion des kosmologischen 21-cm-Signals von neutralem Wasserstoff. Gemessen wurde ein Autoleistungsspektrum: eine statistische Beschreibung räumlicher Helligkeitsschwankungen in der Radioemission, keine Zählung einzelner Galaxien. Die Daten stammen aus 94 ausgewählten Sterntagen des Jahres 2019 und decken Rotverschiebungen von z = 1,34 bis 1,01 ab. Die Detektionsstudie der CHIME Collaboration
Was CHIME gemessen hat
Bei der Intensitätskartierung wird die gebündelte Radioemission neutralen Wasserstoffs als Helligkeitsmuster erfasst. CHIME wertete die Aufnahmen per Autokorrelation aus: Das Teleskop verglich dabei die räumliche Struktur seiner Messdaten mit sich selbst, statt sie mit einem externen Galaxienkatalog abzugleichen.
Die berichtete 12,4σ-Signifikanz bezieht sich auf das Autoleistungsspektrum im gesamten Messband. Sie beschreibt, wie deutlich das statistische Signal in der Auswertung hervortritt. Die Analyse umfasst Frequenzen von 608,2 bis 707,8 MHz und Wellenzahlen von ungefähr 0,4 bis 1,5 h Mpc⁻¹. Die Begleitstudie ordnet diese Wellenzahlen dem nichtlinearen Bereich zu.
Wie die Auswertung die Signalqualität verbesserte
Aus 102 möglichen Beobachtungstagen wählte das Team 94 aus; acht fielen bei Qualitätsprüfungen heraus. Verwendet wurden jeweils nur die Nachtabschnitte, in denen die Sonne unter dem Horizont stand.
Die Detektionsstudie beschreibt mehrere Verbesserungen der Verarbeitung: Das Team erkannte und maskierte Funkstörungen, nutzte achromatische Strahlformung und filterte Vordergrundsignale, bevor es die Daten zeitlich mittelte. Zusammen halfen diese Schritte, das schwache Wasserstoffsignal aus den Radioaufnahmen herauszuarbeiten.
Das volle Messband und seine Teilbereiche
Auch beide Teilbereiche wurden separat detektiert. Die Werte zeigen, auf welche Frequenz- und Rotverschiebungsbereiche sich die drei Signifikanzangaben beziehen.
| Messbereich | Frequenz | Rotverschiebung | Signifikanz |
| Gesamtband | 608,2–707,8 MHz | 1,34–1,01 | 12,4σ |
| Unteres Teilband | 608,2–658,2 MHz | um 1,24 | 9,1σ |
| Oberes Teilband | 658,2–707,8 MHz | um 1,08 | 8,6σ |
Was der Vergleich mit IllustrisTNG ergänzt
Die Begleitstudie ordnet das gemessene Wasserstoffsignal mit einer effektiven Amplitude ein. Der Wert von 3,55 hat eine statistische Unsicherheit von +0,96/−1,32 und eine systematische Unsicherheit von ±0,61. Der Parameter bündelt den Anteil neutralen Wasserstoffs, dessen Cluster-Bias und Effekte durch Bewegungen entlang der Sichtlinie. Er steht daher nicht allein für die Wasserstoffmenge. Die Interpretationsstudie
Zudem liegt die gemessene Leistung über den Vorhersagen der beiden verglichenen IllustrisTNG-Simulationen: Die Abweichung beträgt 3,1σ für TNG100 und 4,0σ für TNG300. Die Autoren nennen nichtlineare Wasserstoff-Clusterung und Verzerrungen durch Bewegungen entlang der Sichtlinie als mögliche Bereiche, in denen die Modelle von der Messung abweichen.
Was die Studien über dunkle Energie aussagen
Die beiden Arbeiten messen nicht, wie sich dunkle Energie entwickelt. Die Interpretationsstudie verwendet einen anhand von Planck-Daten festgelegten ΛCDM-Hintergrund und untersucht die Wasserstoff-Clusterung. In derselben Studie kündigen die Autoren eine Auswertung des nahezu siebenjährigen CHIME-Archivs als künftige Arbeit an.
