Группа ученых обнаружила удаленный взрыв космических радиоволн, который продолжался менее миллисекунды. Этот так называемый «быстрый радиовсплеск» (FRB) является самым далеким из всех когда-либо обнаруженных. Его источник был выявлен Очень Большим Телескопом Европейской Южной Обсерватории в галактике, настолько отдаленной, что свету потребовалось восемь миллиардов лет, чтобы достичь нашей планеты. Этот FRB также является одним из самых энергичных из всех когда-либо наблюдаемых; за крошечную долю секунды он испустил эквивалент энергии, который наше Солнце вырабатывает за 30 лет.
Открытие этого всплеска, названного FRB 20220610A, было сделано в июне прошлого года радиотелескопом ASKAP в Австралии и побило предыдущий рекорд команды по расстоянию на 50 процентов.
«Используя антенны ASKAP, мы смогли точно определить источник взрыва», — говорит Стюарт Райдер, астроном из Университета Маккуори в Австралии и соавтор статьи, опубликованной сегодня в журнале Science. «Затем мы использовали ESO VLT в Чили для выявления исходной галактики. Мы обнаружили, что она старше и находится дальше, чем любой другой источник FRB, когда-либо обнаруженный до сих пор, и, вероятно, находится в небольшой группе сливающихся галактик».
Это открытие подтверждает, что FRB можно использовать для измерения «недостающей» материи между галактиками, предоставляя новый метод «взвешивания» Вселенной.
Современные методы оценки массы Вселенной дают противоречивые ответы и представляют вызов стандартной модели космологии. «Если мы посчитаем количество обычной материи во Вселенной — атомов, из которых мы все состоим, — мы обнаружим, что более половины того, что должно быть там сегодня, отсутствует», — говорит Райан Шеннон, профессор Суинбернского университета Технологического университета Австралии, который также был соавтором этого исследования. «Мы думаем, что недостающая материя скрыта в пространстве между галактиками, но она может быть настолько горячей и рассеянной, что ее невозможно увидеть обычными методами».
«Быстрые радиовсплески захватывают этот ионизированный материал. Даже в почти совершенно пустом космосе они могут «видеть» все электроны, и это позволяет нам измерить, сколько материала находится между галактиками», — добавляет Шеннон.
Обнаружение далеких FRB является ключевым моментом для точного измерения недостающей материи во Вселенной, как это продемонстрировал покойный австралийский астроном Жан-Пьер (JP) Маккар в 2020 году. «JP показал, что чем дальше быстрый радиовсплеск, тем более диффузным газом он является, обнаруживая между галактиками. Это теперь известно как соотношение Маккара. Некоторые недавние быстрые радиовсплески, по-видимому, нарушили эту связь. Наши измерения подтверждают, что соотношение Маккара распространяется на территорию, превышающую половину известной Вселенной», — отмечает Райдер.
«Хотя мы до сих пор не знаем, что вызывает эти массивные энергичные всплески, статья подтверждает, что быстрые радиовсплески — обычное явление в космосе, и что мы сможем использовать их для обнаружения материи между галактиками и лучше понимания структуры Вселенной», — заключает Шеннон.
Этот результат представляет собой предел сегодняшних возможностей телескопов, однако вскоре астрономы будут иметь инструменты для обнаружения еще более древних и отдаленных всплесков, а также для определения их источников и измерения недостающей материи Вселенной. Международная обсерватория «Квадратный километр» в настоящее время строит два радиотелескопа в Южной Африке и Австралии, которые смогут обнаруживать тысячи FRB, в том числе очень далеких, которые невозможно обнаружить с помощью существующей техники. Также Чрезвычайно Большой Телескоп ESO, 39-метровый телескоп, строящийся в чилийской пустыне Атакама, станет одним из немногих телескопов, способных изучать галактики-источники всплесков даже дальше, чем FRB 20220610A.