Opdagelse af kosmiske bølger kunne låse mysterier i det intergalaktiske rum op

Forskere fejrede en banebrydende astronomisk opdagelse torsdag, som de siger kunne bane vejen for kortlægning af universets ydre rækkevidde.

Et australsk ledet hold af internationale astronomer har for første gang bestemt den præcise kilde til en kraftfuld, engangsudbrud af kosmiske radiobølger.

De har udpeget det til en massiv galakse milliarder af lysår væk, med egenskaber, der hæver det, som videnskabsmænd tidligere troede, de vidste om dannelsen af ​​mystiske hurtige radioudbrud (FRB'er).

"Dette resultat er meget ventet inden for astronomisamfundet, "Casey Law, fortalte en astronom ved UC Berkeley, som ikke var involveret i undersøgelsen, til AFP.

Fundene, offentliggjort i tidsskriftet Videnskab , er blandt de mest betydningsfulde siden opdagelsen i 2007 af FRB'er, som kun blinker i et mikro-øjeblik, men kan udsende lige så meget energi på et millisekund, som Solen gør på 10, 000 år.

Præcis hvad der skaber disse højenergibølger af lange bølger i den fjerne ende af det elektromagnetiske spektrum er fortsat genstand for intens debat, selvom forskerne nu er enige om, at de stammer fra fjerntliggende galakser.

Siden den første FRB blev opdaget for lidt over et årti siden, en global jagt har fundet 85 udbrud. De fleste har været "one-offs", men en lille brøkdel har været "repeatere", der går igen på samme sted på himlen.

Live gentagelse

I 2017 astronomer var i stand til at spore kilden til et gentagne udbrud, men at finde en enkeltstående FRB var en meget sværere udfordring.

Uden fordelen ved at vide, hvor man skal lede, et hold ledet af Keith Bannister fra Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) skulle udtænke en ny metode.

"Du kan tænke på det som live action replay mode, hvor vi har en computer, der rent faktisk leder efter FRB, så den gennemgik omkring en milliard målinger hvert sekund, og jeg prøvede at finde den, der indeholder en FRB, " fortalte Bannister til AFP.

Bannister og hans team udpegede placeringen af ​​FRB 180924 omkring 3,6 milliarder lysår fra Jorden.

Opdagelsen blev opdaget på CSIROs Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) radioteleskop i det vestlige Australien.

ASKAP har 36 parabolantenner, med udbruddet, der når hver enkelt på et lidt forskelligt tidspunkt, giver forskerne mulighed for at beregne dens oprindelse.

"Det er som at se på Jorden fra Månen og ikke kun vide, hvilket hus en person boede i, men hvilken stol sad de i ved spisebordet, " sagde Bannister.

Holdet afbildede derefter galaksen med European Southern Observatory's Very Large Telescope i Chile, og målte dens afstand med Keck-teleskopet på Hawaii og Gemini South-teleskopet i Chile.

Mens den tidligere lokaliserede FRB 121102 blev fundet at udgå fra en dværggalakse, der aktivt dannede unge stjerner, den nye FRB kommer fra udkanten af ​​en massiv galakse med gamle stjerner, antyder, at en helt anden motor er ansvarlig for dens oprettelse.

"Den første lokalisering inspirerede masser af modellering baseret på magnetarer dannet i massive stjerners død, " sagde Law, en model, der forudsagde en række egenskaber bekræftet i 121102.

En magnetar er en højmagnetiseret type neutronstjerne, som er dannet ved gravitationssammenbrud af en stjerne, der ikke er helt massiv nok til at producere et sort hul, når den eksploderer.

Men den nye placering er uforenelig med den gamle teori, tyder på, at der er flere kanaler til at danne FRB'er.

"Dette kan tyde på, at gentagne og ikke-gentagende FRB'er kommer fra helt forskellige oprindelser, " sagde Shriharsh Tendulkar, en astronom ved McGill University, som ikke var involveret i arbejdet.

Vejerum

Det nye fund er også spændende af en anden grund:det kan hjælpe astronomer med at undersøge, hvad der ligger i de store rum mellem galakser og bringe os et skridt tættere på at løse problemet med "manglende stof".

Teoretiske beregninger har antydet, at der burde være dobbelt så mange atomer, der kan ses i stjernerne, hvilket fik astronomer til at teoretisere, at de må være indeholdt i ioniserede gasser i de store rum, der adskiller galakser.

Ligesom lys deler sig i forskellige farver, når det passerer gennem et prisme, radiobølger spredes, når de møder stof. I tilfælde af FRB'er, højere frekvenser kommer først, og lavere frekvenser kommer senere.

Dette skaber et spredningsmønster, og det mønster, der blev observeret fra FRB 180924, svarede til, hvad astronomer forventede af teorien, hvilket betyder, at det intergalaktiske rum faktisk indeholder den mængde ioniseret gas, der var forventet.

Bevæger sig fremad, holdet vil gerne lokalisere tusindvis, hvis ikke titusindvis af flere FRB'er og se på deres spredninger, at generere et detaljeret kort over de fjerneste dele af rummet.

"Det er som at lave en CT-scanning af dette kosmiske web, " sagde medforfatter Ryan Shannon fra Swinburne University.

Med hensyn til problemet med manglende sager, sagde han:"Jeg tror, ​​vi er på vej til at sy det op. Med et par flere lokale udbrud vil vi være i stand til at sømme det."

© 2019 AFP