Il 28 settembre 2026 il gruppo CHIME ha pubblicato una rilevazione a 12,4σ del segnale cosmologico dell’idrogeno neutro a 21 cm. La misura riguarda le fluttuazioni del segnale radio in una banda precisa, ricavata da 94 giorni siderali selezionati di osservazioni del 2019: non è un conteggio delle galassie né una stima diretta di tutto l’idrogeno nell’Universo. Lo studio sulla rilevazione e il lavoro interpretativo collegato, pubblicati su The Astrophysical Journal, descrivono anche differenze tra il segnale misurato e le previsioni di due simulazioni cosmologiche.
Che cosa ha misurato CHIME
CHIME ha misurato lo spettro di potenza in autocorrelazione del segnale a 21 cm. In termini semplici, l’analisi ricava come varia nello spazio l’intensità della radioemissione dell’idrogeno neutro, confrontando la mappa radio con sé stessa. Per questa misura non serviva abbinarla a un catalogo esterno di galassie.
La rilevazione copre frequenze da 608,2 a 707,8 MHz, corrispondenti a redshift da 1,34 a 1,01. Il redshift indica quanto la luce si è allungata durante il viaggio cosmico. La misura riguarda numeri d’onda di circa 0,4–1,5 h Mpc⁻¹, scale che lo studio interpretativo descrive come non lineari.
Il valore di 12,4σ è la significatività riportata per lo spettro di potenza nell’intera banda. Indica quanto l’analisi distingua la rilevazione dal rumore secondo il metodo dello studio; non misura la quantità totale di idrogeno cosmico.
Banda completa e sottobande
Il gruppo ha rilevato il segnale anche dividendo la banda complessiva in due intervalli. Le significatività riportate sono 9,1σ per la banda a frequenza più bassa e 8,6σ per quella a frequenza più alta.
| Intervallo | Frequenza | Redshift | Significatività |
| Banda completa | 608,2–707,8 MHz | 1,34–1,01 | 12,4σ |
| Sottobanda a frequenza più bassa | 608,2–658,2 MHz | circa 1,24 al centro | 9,1σ |
| Sottobanda a frequenza più alta | 658,2–707,8 MHz | circa 1,08 al centro | 8,6σ |
Come è stata isolata la misura
L’analisi ha selezionato 94 giorni siderali di osservazioni del 2019 su 102 candidati: otto sono stati esclusi dopo i controlli di qualità. Ha usato solo i periodi notturni, quando il Sole era sotto l’orizzonte, per ridurre la contaminazione solare.
Lo studio sulla rilevazione descrive miglioramenti nell’individuazione e nella mascheratura delle interferenze a radiofrequenza, nel beamforming acromatico, cioè nella formazione del fascio senza dipendenza cromatica, e nel filtraggio delle emissioni in primo piano prima della media temporale. Questi passaggi hanno contribuito a isolare lo spettro di potenza misurato.
Che cosa aggiunge il confronto con IllustrisTNG
Lo studio interpretativo presenta un’ampiezza efficace dell’idrogeno neutro, indicata come 𝒜²_HI, pari a 3,55, con incertezza statistica di +0,96/−1,32 e incertezza sistematica di ±0,61. È un parametro combinato, che dipende dall’abbondanza di idrogeno neutro, dal suo bias di clustering e dagli effetti legati al moto della materia lungo la linea di vista. Non equivale quindi a una misura isolata dell’abbondanza.
Lo stesso studio trova una differenza tra lo spettro misurato da CHIME e le previsioni delle simulazioni IllustrisTNG: 3,1σ per TNG100 e 4,0σ per TNG300. Gli autori indicano il clustering non lineare dell’idrogeno neutro e le distorsioni nello spazio dei redshift come possibili aree della discrepanza, senza attribuirla a una causa unica. Il confronto riguarda le previsioni astrofisiche di queste simulazioni.
Che cosa dice il risultato sull’energia oscura
I due studi non misurano l’evoluzione dell’energia oscura. Il lavoro interpretativo mantiene fissi i parametri di una cosmologia di fondo basata sui risultati di Planck e analizza il clustering dell’idrogeno neutro. La rilevazione di CHIME, da sola, non determina quindi il destino futuro dell’Universo.
Il gruppo indica che l’analisi dell’archivio CHIME, che copre quasi sette anni, sarà presentata in lavori futuri.
