Noen ganger er det lett å være astronom. Når det himmelske målet ditt er noe enkelt og lyst, kan spillet være ganske greit: pek teleskopet mot tingen og vent bare på at alle de saftige fotonene strømmer inn.
Men noen ganger er det vanskelig å være astronom, som når du prøver å studere de første stjernene som dukker opp i universet. De er altfor langt unna og for svake til å se direkte med teleskoper (til og med det mye hypede James Webb romteleskopet vil bare kunne se de første galaksene, en ansamling av lys fra hundrevis av milliarder stjerner). Til dags dato har vi ingen observasjoner av de første stjernene, som er en stor surr.
Så astronomer engasjerer seg i litt kosmisk kikk-a-boo.
Før de første stjernene dannet (den nøyaktige datoen er usikker, fordi vi ikke har observert den ennå, men vi mistenker at det skjedde for rundt tretten milliarder år siden), var universet nesten utelukkende sammensatt av rent, uforfalsket nøytralt hydrogen: enkeltelektroner bundet til enkelt protoner i perfekt harmoni.
Men så dukket de første stjernene opp, og helte sin høyeenergi-stråling gjennom hele kosmos, og oversvømmet universet med store røntgenstråler og gammastråler. Den intense strålingen rev fra hverandre det nøytrale hydrogenet, og konverterte det til det tynne, men varme plasmaet som vi ser i dagens univers. Denne prosessen, kjent som Epok of Reionization, startet i små lapper som til slutt vokste til å oppsluke kosmos, som en haug med rare bobler.
Alt dette er fascinerende, men hvordan kan astronomer faktisk oppdage denne prosessen? De kan gjøre det gjennom et lite triks med nøytralt hydrogen: det avgir stråling ved en veldig spesifikk hyppig, 1420 MHz, som tilsvarer en bølgelengde på 21 centimeter. Før de første stjernene kom på nettet, pumpet den nøytrale gassen ut denne 21 cm-strålingen med bøttebelastningen, og signalet ble gradvis mindre etter hvert som universet ble et plasma.
Høres ut som en plan, bortsett fra a) dette signalet er utrolig svakt, og b) en bajillion andre ting i universet avgir stråling ved lignende frekvenser, inkludert radioene våre på jorden.
Å fjerne den irriterende støyen fra det saftige kosmologiske signalet krever å ta med fjell av data og sile gjennom den astronomiske høystakken for 21 cm nålen. Vi har for øyeblikket ikke mulighetene til å oppdage deteksjonen - som må vente på neste generasjon radioteleskoper som Square Kilometer Array - men nåværende observatorier som Murchison Widefield Array i Vest-Australia legger all nødvendig grunn.
Inkludert å levere 200 TB data i sin første passering, som for tiden er under analyse av noen av de kraftigste superdatamaskinene i verden.
