Космические радиоимпульсы помогут зондировать скрытую материю вокруг галактик

Мощные радиоимпульсы, возникающие в глубинах космоса, могут использоваться для изучения скрытых газовых коконов близлежащих галактик.

Об этом рассказывают в Калифорнийском технологическом институте (Калтех), передают OstanniPodii.com.

Так называемые быстрые радиовсплески, или БРС, — это импульсы радиоволн, обычно возникающие на расстоянии от миллионов до миллиардов световых лет (радиоволны — это электромагнитное излучение, подобное свету, которое мы видим глазами, но с большей длиной волны и частотой).

Первый БРС был обнаружен в 2007 году, и с тех пор были найдены сотни других. В 2020 году прибор STARE2 (Обзор транзиентного астрономического радиоизлучения 2) Калтеха и прибор CHIME (Канадский эксперимент по картографированию интенсивности водорода) обнаружили мощный БРС, вспыхнувший в нашей галактике Млечный Путь. Предварительные результаты помогли подтвердить теорию о том, что эти энергичные события, скорее всего, происходят от мертвых, намагниченных звезд, называемых магнетарами.

Поскольку становится известно все большее количество БРС, исследователи задаются вопросом, как их можно использовать для изучения газа, находящегося между нами и этими всплесками. В частности, они хотели бы использовать БРС для изучения окружающих галактики ореолов диффузного газа. Ожидается, что когда радиоимпульсы направляются к Земле, окутывающий галактики газ замедляет волны и рассеивает радиочастоты.

В новом исследовании ученые рассмотрели выборку из 474 дальних БРС, обнаруженных CHIME — выявившего наибольшее количество БРС на сегодня, — и показали, что подмножество из двух десятков БРС, прошедших через галактические ореолы, действительно замедлились больше, чем не пересекавшиеся БРС.

«Наше исследование показывает, что БРС могут действовать как шпильки для всей материи между нашими радиотелескопами и источником радиоволн», - говорит ведущий автор, постдок Лиам Коннор, работающий с доцентом астрономии и соавтором исследования Викрамом Рави.

«Мы использовали быстрые радиовсплески, чтобы просветить ореолы галактик близ Млечного Пути и измерить их скрытую материю», - говорит Коннор.

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

Все галактики окружены и подпитываются массивными газовыми бассейнами, из которых они родились. Однако газ очень разрежен и его трудно обнаружить. «Эти газовые резервуары огромны. Если бы человеческий глаз мог увидеть сферическое гало, окружающее прилегающую галактику Андромеды, то оно показалось бы в тысячу раз больше Луны», - говорит Коннор.

Исследователи разработали разные методы изучения скрытых ореолов. Например, профессор физики Калтеха Кристофер Мартин и его команда разработали прибор в обсерватории В. М. Кека под названием "Визуализатор космической паутины Кека" (KCWI), который может зондировать поступающие в галактики из гало филаменты газа.

Этот новый метод БРС позволяет астрономам измерить общее количество материала в гало, что поможет составить картину того, как галактики растут и эволюционируют в течение космического времени.

«Это только начало», - говорит Рави. «По мере выявления новых БРС наши методы могут быть применены для изучения отдельных гало разных размеров и в разных условиях, что позволит решить до сих пор нерешенную проблему распределения материи во Вселенной».

В будущем ожидается дальнейший поток открытия БРС. 110-тарелочная Глубокая синоптическая решетка Калтеха, или DSA-110, уже обнаружила несколько БРС и идентифицировала галактики-хозяева. Этот проект финансируется Национальным научным фондом (NSF) и расположен в радиообсерватории Оуэн-Велли вблизи Бишопа, Калифорния. В ближайшие годы ученые Калтеха планируют построить еще больший массив, DSA-2000, который будет включать в себя 2 000 тарелок и станет самой мощной радиообсерваторией из когда-либо построенных. DSA-2000, которая в настоящее время проектируется при финансировании Schmidt Futures и NSF, позволит выявить и идентифицировать источники тысяч БРС в год.

Исследователи описали результаты своей работы в журнале Nature Astronomy в статье "Наблюдаемое влияние газа в гало на быстрые радиовсплески".

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.