Найдавніший швидкий радіоспалах “зважить” Всесвіт

Австралійські вчені описали радіосплеск, сигнал якого летів до Землі приблизно вісім мільярдів років.

Сучасні методи підрахунку маси Всесвіту дають спірні результати. Учені припускають, що частина неврахованої речовини може перебувати в просторі між галактиками. Але він настільки розріджений, що сучасні телескопи не здатні його засікти. А швидкі радіосплески можуть: вони “натикаються” на вільні електрони, що залишилися від іонізованого газу. За його наявністю вже можна судити про концентрацію звичайної речовини загалом.

У науковій статті, опублікованій у журналі Nature 2020 року, австралійський астрофізик Жан-П’єр Маккар (Jean-Pierre Macquart) разом із колегами показав сильну кореляцію між мірою дисперсії конкретного швидкого радіоспалаху та червоним зсувом галактики, що його породила: що далі галактика, то більше речовини в просторі між нами і джерелом.

У розрахунках дослідники використовували швидкі радіосплески від підтверджених джерел із червоним зсувом менше 0,5. Передбачалося, що це співвідношення зберігається і для далеких джерел. Але рік тому вчені описали сигнал від галактики зі зміщенням z = 0,241, дисперсія якого показала зміщення z > 1. Ймовірно, на нього вплинули умови всередині галактики.

Новий далекий радіосплеск, що прилетів до нас через половину відомого Всесвіту, дійсно підтвердив співвідношення Маккара.

Міжнародна група вчених під керівництвом австралійських астрономів виявила в даних спостережень радіоінтерферометра ASKAP швидкий радіосплеск FRB 20220610A, “спійманий” у червні 2022 року.

Ліворуч – графік співвідношення дисперсії і червоного зміщення зі статті Жан-П’єра Маккара. Праворуч – графік позагалактичної дисперсії як функція червоного зміщення з нового дослідження. Новий сплеск позначений синьою зіркою. Червоними пунктирними лініями позначено радіосплески, у яких ще не вдалося підтвердити місце розташування джерела / © S. D. Ryder et al, Science

За допомогою телескопа VLT у чилійській Паранальській обсерваторії та даних ASKAP астрономи змогли визначити джерело радіоспалаху – у невеликій групі галактик, що зливаються. Результати роботи опубліковано у виданні Science.

“Нехай ми досі точно не знаємо, звідки беруться ці потужні сплески енергії, дослідження підтверджує, що це часта подія в космосі. Отже, ми можемо використовувати їх для пошуку речовини між галактиками, щоб краще зрозуміти структуру Всесвіту”, – прокоментував співавтор роботи Раян Шеннон, професор Технологічного університету Свінберн (Австралія).

Відкриття підтвердило припущення про те, що швидкими радіосплесками можна вимірювати кількість речовини в міжгалактичному просторі – “загублену” матерію. Це новий спосіб “зважувати” Всесвіт.

На заході Австралії та в Південній Африці будують найбільший у світі радіоінтерферометр SKA. За планом, він має запрацювати 2027 року. За його допомогою вчені зможуть ловити ще давніші швидкі радіосплески.