Kansainvälinen
tutkijaryhmä on havainnut kosmisten radioaaltojen etäräjähdyksen, joka kestää
alle millisekunnin. Tämä "nopea radiopurske" (FRB) on kaukaisin
koskaan havaittu. Sen lähde havaittiin Euroopan eteläisen observatorion
(ESO) Very Large Telescope -teleskoopin (VLT) avulla galaksissa niin kaukana,
että sen valon saapuminen meille kesti kahdeksan miljardia vuotta. FRB on
myös yksi energisimmistä koskaan havaituista; sekunnin murto-osassa se
vapautti vastaavan määrän Auringon säteilemän kokonaisenergia määrää 30 vuoden
aikana.
 |
| Havainnekuva kaukaisesta FRB havainnosta galaksienvälisestä avaruudesta. Kuva ESO. |
FRB
20220610A -nimisen purskeen löytö tehtiin viime vuoden kesäkuussa australialaisen ASKAP- radioteleskoopin
[1] avulla, ja se löi tutkimusryhmän aiemman etäisyysennätyksen 50
prosentilla.
"Käyttämällä
ASKAPin radioteleskooppeja pystyimme määrittämään tarkasti, mistä purkaus
tuli", sanoo Australian Macquarien yliopiston tähtitieteilijä Stuart
Ryder ja tänään Science -lehdessä julkaistun tutkimuksen
toinen johtaja. "Sitten käytimme [ESOn VLT:tä ] Chilessä etsimään
lähdegalaksia [2] ja havaitsimme sen olevan vanhempi ja kauempana
kuin mikään muu FRB-lähde, joka on löydetty tähän mennessä ja todennäköisesti
pienestä sulautuvien galaksien ryhmästä."
Löytö
vahvistaa, että FRB:itä voidaan käyttää galaksien välisen "puuttuvan"
aineen mittaamiseen, mikä tarjoaa uuden tavan "punnita"
maailmankaikkeutta.
Nykyiset
menetelmät maailmankaikkeuden massan arvioimiseksi antavat ristiriitaisia
vastauksia ja haastavat kosmologian standardimallin. "Jos
laskemme yhteen maailmankaikkeuden normaalin aineen määrän – atomien, joista me
kaikki koostumme –, huomaamme, että yli puolet siitä, mitä siellä pitäisi olla
tänään, puuttuu", sanoo professori Ryan Shannon, Swinburnen yliopistosta. Australiassa, joka
myös johti tutkimusta. "Uskomme, että puuttuva aine piileskelee
galaksien välisessä tilassa, mutta se voi vain olla niin kuumaa ja hajanaista,
että sitä on mahdoton nähdä normaaleilla tekniikoilla."
”Nopeat
radiopurskeet tunnistavat tämän ionisoidun materiaalin. Jopa lähes täysin
tyhjässä avaruudessa he voivat "nähdä" kaikki elektronit, ja sen
avulla voimme mitata, kuinka paljon tavaraa on galaksien välillä", Shannon sanoo.
Kaukaisten
FRB:ien löytäminen on avainasemassa universumin puuttuvan aineen tarkan
mittaamisen kannalta, kuten edesmennyt australialainen tähtitieteilijä Jean-Pierre
('J-P') Macquart osoitti vuonna 2020. "J-P osoitti, että mitä
kauempana nopea radiopurske on, sitä hajaantuneempaa kaasu on galaksien
välistä. Tämä tunnetaan nykyään Macquart-relaationa. Jotkut
viimeaikaiset nopeat radiopurskeet näyttivät rikkovan tämän
suhteen. Mittauksemme vahvistavat, että Macquart-suhde kattaa yli puolet
tunnetusta maailmankaikkeudesta", Ryder sanoo.
"Vaikka
emme vielä tiedä, mikä aiheuttaa nämä massiiviset energiapurkaukset, tutkimus
vahvistaa, että nopeat radiopurskeet ovat yleisiä tapahtumia kosmoksessa ja
että voimme käyttää niitä aineen havaitsemiseen galaksien välillä ja
ymmärtämään paremmin universumin galaksien rakennetta", Shannon sanoo.
Tulos
edustaa nykypäivän kaukoputkella saavutettavissa olevan rajan, vaikka
tähtitieteilijöillä on pian työkalut havaita jopa vanhempia ja kauempana olevia
purkauksia, paikantaa niiden lähdegalaksit ja mitata maailmankaikkeudesta
puuttuvaa ainetta. Kansainvälinen Square Kilometer
Array Observatory rakentaa parhaillaan kahta radioteleskooppia Etelä-Afrikkaan ja
Australiaan, jotka pystyvät löytämään tuhansia FRB:itä, mukaan lukien hyvin
kaukaiset, joita ei voida havaita nykyisillä laitteilla. ESO:n Extremely Large Telescope , Chilen Atacaman autiomaassa
rakenteilla oleva 39-metrinen teleskooppi, tulee olemaan yksi harvoista
teleskoopeista, jotka pystyvät tutkimaan purkausten lähdegalaksia vielä
kauempana kuin FRB 20220610A.
Huomautuksia
[1] ASKAP-teleskoopin omistaa ja sitä käyttää Australian kansallinen
tiedetoimisto CSIRO Wajarri
Yamajin maassa
Länsi-Australiassa.
[2] Ryhmä käytti ESO:n VLT: ssä FOcal Reducerilla ja matalan
dispersion Spectrograph 2:lla ( FORS2 ), X-shooterilla ja
High Acuity Wide-field K-band Imager ( HAWK-I
) -instrumenteilla saatuja tietoja. Tutkimuksessa käytettiin myös
Havaijilla, Yhdysvalloissa sijaitsevan Keck-observatorion tietoja.
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti