Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Nature Astronomy , мощные радиоимпульсы, возникающие глубоко в космосе, можно использовать для изучения скрытых скоплений газа, окружающего близлежащие галактики.

Так называемые быстрые радиовсплески , или FRB, представляют собой импульсы радиоволн , которые обычно возникают на расстоянии от миллионов до миллиардов световых лет ( радиоволны — это электромагнитное излучение , похожее на свет, который мы видим нашими глазами, но с большей длиной волны и частотой). Первый FRB был обнаружен в 2007 году, и с тех пор были обнаружены еще сотни. В 2020 году прибор STARE2 Калифорнийского технологического института (Обзор переходного астрономического радиоизлучения 2) и канадский CHIME (Канадский эксперимент по картированию интенсивности водорода) обнаружили массивный FRB, который произошел в нашей собственной галактике Млечный Путь. Эти более ранние результаты помогли подтвердить теорию о том, что энергетические события, скорее всего, происходят от мертвых намагниченных звезд, называемых магнетарами.

По мере того, как появляется все больше и больше FRB, исследователи теперь задаются вопросом, как их можно использовать для изучения газа, который находится между нами и вспышками. В частности, они хотели бы использовать FRB для исследования ореолов диффузного газа, окружающих галактики. Ожидается, что по мере того, как радиоимпульсы движутся к Земле, газ, окружающий галактики, замедляет волны и рассеивает радиочастоты. В новом исследовании исследователи изучили выборку из 474 далеких FRB, обнаруженных CHIME, которая обнаружила наибольшее количество FRB на сегодняшний день, и показали, что подмножество из двух десятков FRB, прошедших через галактические гало, действительно было замедлено больше, чем обычные. пересекающиеся FRB.

«Наше исследование показывает, что FRB могут действовать как шампуры всей материи между нашими радиотелескопами и источником радиоволн», — говорит ведущий автор Лиам Коннор, научный сотрудник в области астрономии, получивший докторскую степень в Толмане, который работает с доцентом астрономии и соавтор исследования Викрам Рави.

«Мы использовали быстрые радиовсплески, чтобы пролить свет на ореолы галактик вблизи Млечного Пути и измерить их скрытый материал», — говорит Коннор.

В исследовании также сообщается, что вокруг галактик обнаружено больше материи, чем ожидалось, в частности, примерно в два раза больше газа, чем предсказывали теоретические модели.

Все галактики окружены и питаются массивными бассейнами газа, из которых они родились. Однако газ очень тонкий и его трудно обнаружить. «Эти газовые резервуары огромны. Если бы человеческий глаз мог увидеть сферическое гало, которое окружает близлежащую галактику Андромеды, гало казалось бы в тысячу раз больше, чем Луна», — говорит Коннор.

Исследователи разработали различные методы изучения скрытых ореолов. Например, профессор физики Калифорнийского технологического института Кристофер Мартин и его команда разработали прибор в обсерватории WM Keck под названием Keck Cosmic Webb Imager (KCWI), который может исследовать нити газа, которые текут в галактики из гало.

Этот новый метод FRB позволяет астрономам измерять общее количество материала в гало, что поможет собрать воедино картину того, как галактики растут и развиваются в течение космического времени.

«Это только начало», — говорит Рави. «По мере того, как мы обнаруживаем больше FRB, наши методы можно применять для изучения отдельных ореолов разных размеров и в разных средах, решая нерешенную проблему распределения материи во Вселенной».

Ожидается, что в будущем открытия FRB будут продолжать поступать. Глубокий синоптический массив из 110 тарелок Калифорнийского технологического института, или DSA-110, уже обнаружил несколько FRB и идентифицировал их родительские галактики . Этот проект, финансируемый Национальным научным фондом (NSF), осуществляется в радиообсерватории Калифорнийского технологического института в долине Оуэн недалеко от Бишопа, Калифорния. В ближайшие годы исследователи из Калифорнийского технологического института планируют построить еще большую антенную решетку DSA-2000, которая будет включать 2000 тарелок и станет самой мощной радиообсерваторией из когда-либо построенных. DSA-2000, который в настоящее время разрабатывается при финансовой поддержке Schmidt Futures и NSF, будет обнаруживать и идентифицировать источник тысяч FRB в год.

Газета Nature Astronomy называется «Наблюдаемое воздействие газа гало на быстрые радиовсплески».