Οι αστρονόμοι εντόπισαν την παλαιότερη και πιο μακρινή γρήγορη ραδιοφωνική έκρηξη (FRB) μέχρι σήμερα, ηλικίας περίπου οκτώ δισεκατομμυρίων ετών, που υποστηρίζει θεωρίες σχετικά με τους FRB και την ικανότητά τους να αποκαλύπτουν «χαμένη» ύλη μεταξύ των γαλαξιών. Αυτή η ανακάλυψη υπόσχεται περισσότερες γνώσεις για τη δομή του Σύμπαντος με μελλοντικές τηλεσκοπικές εξελίξεις.
Σε έγγραφο που δημοσιεύτηκε στο Επιστήμη, μια παγκόσμια ομάδα με επικεφαλής τον Dr. Stuart Ryder του Πανεπιστημίου Macquarie και τον Αναπληρωτή Καθηγητή του Swinburne University of Technology Ryan Shannon, αναφέρουν την ανακάλυψή τους της πιο αρχαίας και μακρινής γρήγορης ραδιοφωνικής έκρηξης που έχει εντοπιστεί μέχρι σήμερα, ηλικίας περίπου οκτώ δισεκατομμυρίων ετών.
Η ανακάλυψη σπάει το προηγούμενο ρεκόρ της ομάδας κατά 50%. Επιβεβαιώνει ότι οι γρήγορες ραδιοεκρήξεις (FRB) μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μέτρηση της «λειπόμενης» ύλης μεταξύ των γαλαξιών.
Η πηγή της έκρηξης αποδείχθηκε ότι ήταν μια ομάδα δύο ή τριών γαλαξιών που συγχωνεύονται, υποστηρίζοντας τις τρέχουσες θεωρίες σχετικά με την αιτία των γρήγορων ραδιοεκρήξεων. Η ομάδα έδειξε επίσης ότι οκτώ δισεκατομμύρια χρόνια είναι περίπου τόσο πίσω όσο μπορούμε να περιμένουμε να δούμε και να εντοπίσουμε γρήγορες ραδιοφωνικές εκρήξεις με τα σημερινά τηλεσκόπια.
Διαβάστε επίσης: Η ανησυχητικά γρήγορη εξαφάνιση των παγετώνων της Γροιλανδίας
Ανίχνευση της έκρηξης και η σημασία της
Στις 10 Ιουνίου 2022, CSIROΤο ραδιοτηλεσκόπιο ASKAP στη Χώρα Wajarri Yamaji χρησιμοποιήθηκε για την ανίχνευση μιας γρήγορης ραδιοέκρηξης, που δημιουργήθηκε σε ένα κοσμικό γεγονός που απελευθέρωσε, σε χιλιοστά του δευτερολέπτου, το ισοδύναμο της συνολικής εκπομπής του Ήλιου μας για 30 χρόνια.
«Χρησιμοποιώντας τη σειρά πιάτων του ASKAP, μπορέσαμε να προσδιορίσουμε με ακρίβεια από πού προήλθε η έκρηξη», λέει ο Δρ Ράιντερ, ο πρώτος συγγραφέας του χαρτιού. «Στη συνέχεια χρησιμοποιήσαμε το Ευρωπαϊκό Νότιο Παρατηρητήριο (ΟΤΙ) Πολύ μεγάλο τηλεσκόπιο (VLT) στη Χιλή για να αναζητήσει τον γαλαξία-πηγή, διαπιστώνοντας ότι είναι παλαιότερος και πιο μακριά από οποιαδήποτε άλλη πηγή FRB που βρέθηκε μέχρι σήμερα, και πιθανότατα μέσα σε μια μικρή ομάδα συγχωνευόμενων γαλαξιών».
Με το όνομα FRB 20220610A, η γρήγορη ραδιοφωνική έκρηξη επιβεβαίωσε την ιδέα της ζύγισης του Σύμπαντος χρησιμοποιώντας δεδομένα από FRB. Αυτό αποδείχθηκε για πρώτη φορά από τον αείμνηστο Αυστραλό αστρονόμο Jean-Pierre ‘J-P’ Macquart σε μια εργασία στο Φύση το 2020.
«Το JP έδειξε ότι όσο πιο μακριά είναι μια γρήγορη ραδιοφωνική έκρηξη, τόσο περισσότερο διάχυτο αέριο αποκαλύπτει μεταξύ των γαλαξιών», λέει ο Δρ. Ράιντερ. «Αυτή είναι πλέον γνωστή ως σχέση Macquart. Κάποιες πρόσφατες γρήγορες ραδιοφωνικές εκρήξεις φάνηκε να σπάζουν αυτή τη σχέση. Οι μετρήσεις μας επιβεβαιώνουν ότι η σχέση Macquart αντέχει πέρα από το μισό γνωστό Σύμπαν».
Γρήγορες εκρήξεις ραδιοφώνου και η δομή του σύμπαντος
Περίπου 50 FRB έχουν εντοπιστεί μέχρι σήμερα – σχεδόν οι μισοί χρησιμοποιούν ASKAP. Οι συγγραφείς προτείνουν ότι θα πρέπει να είμαστε σε θέση να ανιχνεύσουμε χιλιάδες από αυτά στον ουρανό και σε ακόμη μεγαλύτερες αποστάσεις.
«Αν και δεν γνωρίζουμε ακόμη τι προκαλεί αυτές τις τεράστιες εκρήξεις ενέργειας, το έγγραφο επιβεβαιώνει ότι οι γρήγορες ραδιοεκρήξεις είναι κοινά γεγονότα στον κόσμο και ότι θα μπορούμε να τις χρησιμοποιήσουμε για να ανιχνεύσουμε την ύλη μεταξύ των γαλαξιών και να κατανοήσουμε καλύτερα τη δομή του το Σύμπαν», λέει ο αναπληρωτής καθηγητής Shannon.
Και σύντομα θα έχουμε τα εργαλεία για να το κάνουμε. Το ASKAP είναι αυτή τη στιγμή το καλύτερο ραδιοτηλεσκόπιο για την ανίχνευση και τον εντοπισμό FRB. Τα διεθνή τηλεσκόπια SKA που κατασκευάζονται τώρα στη Δυτική Αυστραλία και τη Νότια Αφρική θα είναι ακόμα καλύτερα στο να επιτρέπουν στους αστρονόμους να εντοπίσουν ακόμη παλαιότερα και πιο απομακρυσμένα FRB. Ο καθρέφτης σχεδόν 40 μέτρων του εξαιρετικά μεγάλου τηλεσκοπίου της ESO, που βρίσκεται υπό κατασκευή στην ψηλή, ξηρή έρημο της Χιλής θα χρειαστεί στη συνέχεια για να μελετηθούν οι γαλαξίες της πηγής τους.
Συνεργατική προσπάθεια και μελλοντικές προοπτικές
Το έργο ήταν μια παγκόσμια προσπάθεια με ερευνητές από το ASTRON (Ολλανδία), το Pontificia Universidad Católica de Valparaíso (Χιλή), το Ινστιτούτο Kavli για τη Φυσική και τα Μαθηματικά του Σύμπαντος (Ιαπωνία), το Παρατηρητήριο SKA (Ηνωμένο Βασίλειο), Πανεπιστήμιο NorthwesternUC Berkeley και UC Santa Cruz (ΗΠΑ).
Οι Αυστραλοί συμμετέχοντες ήταν το Πανεπιστήμιο Macquarie, το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Swinburne, το CSIRO, ICRAR/ Πανεπιστήμιο Curtin, ASTRO 3D, και Πανεπιστήμιο του Σίδνεϊ.
Οι τρέχουσες μέθοδοι εκτίμησης της μάζας του Σύμπαντος δίνουν αντικρουόμενες απαντήσεις και αμφισβητούν το τυπικό μοντέλο της κοσμολογίας.
«Αν μετρήσουμε την ποσότητα της κανονικής ύλης στο Σύμπαν –τα άτομα από τα οποία είμαστε όλοι φτιαγμένοι– διαπιστώνουμε ότι λείπει περισσότερο από το μισό από αυτό που θα έπρεπε να υπάρχει σήμερα», λέει ο αναπληρωτής καθηγητής Shannon.
«Πιστεύουμε ότι η ύλη που λείπει κρύβεται στον χώρο μεταξύ των γαλαξιών, αλλά μπορεί απλώς να είναι τόσο ζεστή και διάχυτη που να είναι αδύνατο να τη δούμε χρησιμοποιώντας κανονικές τεχνικές.
«Οι γρήγορες ραδιοφωνικές εκρήξεις αντιλαμβάνονται αυτό το ιονισμένο υλικό. Ακόμη και σε χώρο που είναι σχεδόν τελείως άδειος, μπορούν να «δουν» όλα τα ηλεκτρόνια και αυτό μας επιτρέπει να μετρήσουμε πόσα πράγματα βρίσκονται μεταξύ των γαλαξιών».
Τηλεσκοπική υποδομή και μελλοντικές προσπάθειες
Το ραδιοτηλεσκόπιο ASKAP του CSIRO βρίσκεται στο Inyarrimanha Ilgari Bundara, το Ραδιοαστρονομικό Παρατηρητήριο CSIRO Murchison στη Δυτική Αυστραλία, περίπου 800 χιλιόμετρα βόρεια του Περθ.
Επί του παρόντος, 16 χώρες είναι εταίροι στο Παρατηρητήριο SKA, το οποίο κατασκευάζει δύο ραδιοτηλεσκόπια. Το SKA-Low (το τηλεσκόπιο χαμηλής συχνότητας) – στην ίδια τοποθεσία με το ASKAP – θα περιλαμβάνει 131.072 κεραίες ύψους δύο μέτρων, ενώ το SKA-Mid (το τηλεσκόπιο μεσαίας συχνότητας) στη Νότια Αφρική θα περιλαμβάνει 197 πιάτα.
Το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο (VLT) έχει τέσσερα κάτοπτρα οκτώ μέτρων και λειτουργεί από το Ευρωπαϊκό Νότιο Παρατηρητήριο (ESO), που βρίσκεται στο Cerro Paranal στην έρημο Atacama της βόρειας Χιλής. Η Αυστραλία είναι στρατηγικός εταίρος της ESO, δίνοντας στους Αυστραλούς αστρονόμους πρόσβαση στο VLT και την ευκαιρία να συνεισφέρουν νέες τεχνολογίες σε αυτό.
Οι Αυστραλοί αστρονόμοι ελπίζουν επίσης να αποκτήσουν πρόσβαση στο Εξαιρετικά Μεγάλο Τηλεσκόπιο της ESO όταν αρχίσει να λειτουργεί αργότερα αυτή τη δεκαετία. Το ELT θα μπορεί να προσφέρει εικόνες 15 φορές πιο ευκρινείς από το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble.
Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με αυτήν την έρευνα, ανατρέξτε στο θέμα Οι αστρονόμοι ανιχνεύουν γρήγορη έκρηξη ραδιοφώνου από 8 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά.
Αναφορά: «Μια φωτεινή γρήγορη ραδιοφωνική έκρηξη που ανιχνεύει το Σύμπαν σε μετατόπιση προς το κόκκινο 1» από τους SD Ryder, KW Bannister, S. Bhandari, AT Deller, RD Ekers, M. Glowacki, AC Gordon, K. Gourdji, CW James, CD Kilpatrick, W. Lu, L. Marnoch, VA Moss, JX Prochaska, H. Qiu, EM Sadler, S. Simha, MW Sammons, DR Scott, N. Tejos και RM Shannon, 19 Οκτωβρίου 2023, Επιστήμη.
DOI: 10.1126/science.adf2678
Διαβάστε επίσης:
Οι αστρονόμοι μόλις βρήκαν 25 ακόμη μυστηριώδη επαναλαμβανόμενα ραδιοφωνικά σήματα από το διάστημα
Τα διαστημικά ραδιοφωνικά σήματα φτάνουν στη Γη: «Όχι απλώς μια σύμπτωση»
Νέα μελέτη παρέχει μια άνευ προηγουμένου ματιά στην Παγκόσμια Ημέρα του Ανθρώπου
