Hızlı radyo patlamaları kozmik madde dağılımını ölçmek için ilk kez kullanıldı

Gökbilimcilerden oluşan bir ekip, evrenin dört bir yanından gelen yoğun, milisaniyelik radyo ışığı parlamaları olan hızlı radyo patlamalarının (FRB), galaksilerin içindeki patlayıcı süreçlerin çevredeki madde dağılımını nasıl düzenlediğini doğrudan ölçebildiğini ilk kez gösterdi. Bu bulgu, kozmolojideki en önemli ölçümlerden bazılarını daha hassas hale getirebilir.

Geri Bildirimi Temel Fizikten Ayırmak

Nature Astronomy dergisinde Salı günü yayınlanan çalışma, astrofiziksel geri bildirimin (süper kütleli kara delikler ve patlayan yıldızlar tarafından yayılan enerji) sıradan maddenin kümelenmesini nasıl baskıladığını ölçmek için bilinen mesafelere ve dağılım ölçümlerine sahip 109 hızlı radyo patlamasından oluşan bir örneklem kullandı. Çalışma, Caltech yüksek lisans öğrencisi Kritti Sharma, Caltech astronomi profesörü Vikram Ravi ve Arizona Üniversitesi profesörü Elisabeth Krause tarafından yürütüldü.caltech+2

FRB sinyalleri Dünya'ya ulaşmak için milyarlarca ışık yılı yol kat ederken, radyo dalgalarını yol boyunca bulunan madde miktarıyla orantılı olarak dağıtan aradaki gazın içinden geçerler. Bu dağılım, FRB'leri yıldızların, gezegenlerin ve insanların yapı taşı olan baryonik maddenin evrene nasıl yayıldığını anlamak için doğal birer araç haline getirir.caltech

Ekibin ele aldığı temel sorun, galaksilerden gelen geri bildirimin gazı geniş mesafelere yeniden dağıtması ve madde kümelerini "devasa nötrinoların yaptığına veya karanlık enerji ya da karanlık madde teorilerinin öngördüğüne şaşırtıcı derecede benzer bir şekilde" düzleştirmesidir, diyor Ravi. Bilim insanları bu geri bildirim katkısını bağımsız olarak ölçemedikleri sürece, onu peşinde oldukları kozmolojik sinyallerden ayıramazlar.caltech

Küçük Bir Örneklemden Rekabetçi Kısıtlamalar

Çalışma, FRB verilerinin geri bildirim ölçümlerindeki belirsizliği belirli uzamsal ölçeklerde önceki varsayımlara kıyasla yaklaşık sekiz kat azalttığını ve eROSITA teleskobu gibi X-ışını ve mikrodalga araştırmalarıyla rekabet edebilecek kısıtlamalar sağladığını ortaya koydu. Hidrodinamik simülasyonlarla yapılan bir karşılaştırma, büyük ölçekli aşırı geri bildirim senaryolarını yaklaşık iki sigma güven aralığında dışladı.arxiv+1

Krause, "Örneklemimizde sadece 100 civarında FRB olduğu düşünülürse bu harika bir sonuç. Bu sadece başlangıç," dedi.caltech

Ufuktaki Daha Büyük Bir Teleskop

2029 yılına kadar Nevada'nın uzak bir vadisinde inşa edilecek 1.650 çanaklı bir radyo teleskobu olan Deep Synoptic Array'in (DSA), on binlerce FRB tespit ederek bu tekniğin istatistiksel gücünü büyük ölçüde artırması bekleniyor. Schmidt Sciences tarafından finanse edilen DSA'dan elde edilecek veriler, Avrupa'nın Euclid görevi, Karanlık Enerji Spektroskopik Enstrümanı, Vera Rubin Gözlemevi ve NASA'nın Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu gibi büyük kozmoloji deneylerini tamamlayacak.deepsynoptic+1

"DSA bu alan için oyunun kurallarını değiştirecek," dedi Ravi.caltech