Trafili na sygnał radiowy z kosmosu. Ma 8 miliardów lat i pomoże rozwiązać wielką zagadkę
Gwałtowna emisja fal radiowych pochodząca sprzed 8 mld lat i będąca efektem pradawnego zderzenia przynajmniej dwóch galaktyk może pomóc astronomom w rozwiązaniu zagadki dotyczącej tego, gdzie podziewa się brakująca materia we Wszechświecie.
Słońce ma około 4,6 mld lat. Ziemia niewiele mniej, bo 4,5 mld lat. Rekordowy szybki rozbłysk radiowy (w skrócie FRB, od ang. Fast Radio Burst) ma za to... 8 mld lat! Gdy został wyemitowany w dalekich otchłaniach kosmosu, potrzeba było jeszcze 3,5 mld lat, by powstało Słońce i planety naszego Układu Słonecznego.
Rozbłysk radiowy
Zaobserwowany przez astronomów rozbłysk (wiem, słowo rozbłysk kojarzy się ze światłem, a nie falami radiowymi, ale tak się to określa po polsku) radiowy jest najstarszym i zarazem pochodzącym z najdalszej odległości, jaki kiedykolwiek zaobserwowano. Podróżował do nas przez 8 mld lat przez bezkres kosmosu, by finalnie trafić na czasze anten radioteleskopów Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) w Australii Zachodniej. Otrzymał oznaczenie FRB 20220610A. W ciągu zaledwie kilku milisekund rozbłysk uwolnił tyle energii, ile nasze Słońce emituje przez 30 lat.
FRB to impulsy fal radiowych, które często trwają przez okres zaledwie jednej milisekundy. Są jedną z zagadek astronomii, ponieważ ich pochodzenie nie jest do końca wyjaśnione. W tym przypadku wiemy jednak, że ten konkretny rozbłysk pochodzi z grupy dwóch lub nawet trzech łączących się ze sobą galaktyk. To może pomóc astronomom w wyjaśnieniu, skąd biorą się takie emisje.
Jak tłumaczy główny autor badania Stuart Ryder z Uniwersytetu Macquarie w australijskim Sydney:
Korzystając z szeregu anten ASKAP byliśmy w stanie dokładnie określić, skąd nastąpił rozbłysk. Następnie użyliśmy Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO) w Chile do poszukiwania galaktyki źródłowej stwierdzając, że jest ona starsza i bardziej oddalona niż jakiekolwiek inne znalezione do tej pory źródło FRB i prawdopodobnie znajduje się w małej grupie łączących się galaktyk.
Czytaj więcej o najnowszych odkryciach dotyczących kosmosu na Spider's Web:
Połowa materii... nie istnieje?
Żeby zrozumieć, dlaczego zarejestrowanie tego sygnału jest tak doniosłe (oprócz jego rekordowego charakteru), trzeba wiedzieć, że jedną z największych zagadek dotyczących Wszechświata jest kwestia brakującej materii. Na podstawie naszych symulacji dotyczących rozwoju Wszechświata, począwszy od jego początku, jakim był Wielki Wybuch, aż do obecnego momentu, naukowcy doszli do wniosku, że aż połowa całej materii, która powinna być w nim obecna, po prostu… nie istnieje. Nie da się jej zastąpić w modelach teoretycznych usiłujących wyjaśnić rzeczywistość ciemną materią, czyli inną formą materii niewidoczną dla nas ze względu na jej brak interakcji ze światłem.
Przez dziesięciolecia badań ta brakująca materia uparcie wymykała się wykryciu przez największym i najbardziej czułym teleskopom. Niedawno jednak udało się ją namierzyć w ogromnej pustce w przestrzeni kosmicznej, jaka istnieje pomiędzy niektórymi galaktykami. Problem w tym, że ta materia jest tak bardzo rozproszona, że można to porównać do zwykłej wielkości pokoju w przeciętnym domu na Ziemi, w którym są zaledwie 2 atomy.
Jak tłumaczy to członek zespołu odpowiedzialnego za odkrycie i profesor nadzwyczajny na Uniwersytecie Technologicznym Swinburne Ryan Shannon:
Jeśli policzymy ilość normalnej materii we Wszechświecie - atomów, z których wszyscy jesteśmy zbudowani - okaże się, że brakuje ponad połowy tego, co powinno tam być. Uważamy, że brakująca materia ukrywa się w przestrzeni między galaktykami, ale może być tak gorąca i jednocześnie rozproszona, że nie można jej zobaczyć przy użyciu zwykłych technik. Tym, dzięki czemu możemy ją uchwycić, są szybkie rozbłyski radiowe, które reagują na obecność takiego zjonizowanego materiału. Nawet w przestrzeni, która jest prawie idealnie pusta, mogą one sygnalizować obecność wszystkich elektronów, które w niej są, a to pozwala nam zmierzyć, ile materii znajduje się między galaktykami.
Jest to możliwe dzięki temu, że gdy FRB podróżują przez miliony lub miliardy lat świetlnych, jak w tym przypadku ich promieniowanie jest rozpraszane przez ową brakującą materię. Oznacza to, że pomiary zaledwie sześciu różnych FRB może wystarczyć do określenia gęstości Wszechświata. To z kolei może ostatecznie pomóc nam w zlokalizowaniu brakującej materii.
W ten nieoczywisty sposób fale radiowe z dalekiego rozbłysku mogą stać się narzędziem do mierzenia masy.
