Γρήγορες ραδιοεκρήξεις αποκαλύπτουν κοσμικό θησαυρό κρυμμένο εδώ και δεκαετίες

DNVN - Για δεκαετίες, οι επιστήμονες παλεύουν με το ερώτημα: Πού έχει «εξαφανιστεί» το μεγαλύτερο μέρος της ορατής ύλης στο σύμπαν; Τώρα, χάρη σε μυστηριώδη ραδιοσήματα από το βαθύ διάστημα, οι αστρονόμοι έχουν την απάντηση.

Λείπει η Ύλη: Το Μεγάλο Παζλ του Σύμπαντος

Το σύμπαν μας αποτελείται από δύο κύριους τύπους ύλης: τη σκοτεινή ύλη και την κανονική ύλη. Η σκοτεινή ύλη αποτελεί την πλειοψηφία, αλλά είναι αόρατη και μπορεί να ανιχνευθεί μόνο μέσω της βαρυτικής της επιρροής. Αντίθετα, η κανονική ύλη, η οποία περιλαμβάνει άτομα, πλανήτες και οτιδήποτε άλλο μπορούμε να δούμε, αποτελεί μόλις το 16% της συνολικής ύλης.

Μια νέα μελέτη έχει εντοπίσει την «χαμένη» ύλη στο σύμπαν χρησιμοποιώντας ως οδηγό γρήγορες ραδιοεκρήξεις (FRB) – σύντομα, φωτεινά ραδιοσήματα από μακρινούς γαλαξίες. Αυτή η καλλιτεχνική απεικόνιση απεικονίζει μια φωτεινή FRB που ταξιδεύει μέσα στην ομίχλη μεταξύ των γαλαξιών, γνωστή ως διαγαλαξιακό μέσο. Τα μεγαλύτερα μήκη κύματος, που εμφανίζονται με κόκκινο χρώμα, επιβραδύνονται σε σύγκριση με τα μικρότερα, πιο μπλε μήκη κύματος, επιτρέποντας στους αστρονόμους να «ζυγίσουν» την κανονικά αόρατη ύλη. Πίστωση: Melissa Weiss/CfA

Σύμφωνα με τα κοσμολογικά μοντέλα, το μεγαλύτερο μέρος αυτής της συνηθισμένης ύλης δεν είναι συγκεντρωμένο σε αστέρια ή πλανήτες, αλλά είναι ευρέως διασκορπισμένο στον διαγαλαξιακό χώρο. Ωστόσο, λόγω της εξαιρετικά χαμηλής πυκνότητάς της, περίπου η μισή από αυτή την ύλη έχει από καιρό «διαφύγει» των παρατηρήσεων των επιστημόνων .

FRB: Φως από το μακρινό σύμπαν

Σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature Astronomy, ερευνητές από το Caltech και το Κέντρο Αστροφυσικής Harvard & Smithsonian (CfA) βρήκαν την απάντηση. Χρησιμοποίησαν γρήγορες ραδιοεκρήξεις (FRB), σύντομες αλλά έντονες εκρήξεις ενέργειας, για να ανιχνεύσουν την ύλη που έλειπε.

«Τα FRB λάμπουν μέσα από την ομίχλη του διαγαλαξιακού μέσου και, μετρώντας με ακρίβεια την ταχύτητα του φωτός που επιβραδύνεται, μπορούμε να ζυγίσουμε αυτήν την ομίχλη, ακόμα κι αν είναι πολύ αμυδρή για να την δούμε», εξηγεί ο Liam Connor, αναπληρωτής καθηγητής στο Χάρβαρντ και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.

Δεδομένα από εκρήξεις ρεκόρ

Αυτό το καλλιτεχνικό διάγραμμα απεικονίζει μερικά από τα 60 FRBs στη μελέτη—FRB 20221219A, FRB 20231220A και FRB 20240123A—που χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση του ταξιδιού του αερίου μέσω του διαγαλαξιακού χώρου και τη χαρτογράφηση του κοσμικού ιστού. Πίστωση: Jack Madden/CfA, IllustrisTNG Simulations

Η ομάδα ανέλυσε 69 διαφορετικά FRB, με αποστάσεις που κυμαίνονταν από 11,74 εκατομμύρια έως 9,1 δισεκατομμύρια έτη φωτός. Αξίζει να σημειωθεί ότι το πιο μακρινό FRB στη μελέτη, που ονομάστηκε FRB 20230521B, είναι το πιο μακρινό FRB που έχει καταγραφεί ποτέ. Από αυτά, 39 εντοπίστηκαν από το Deep Synoptic Array-110 (DSA-110) στο Owen Valley Radio Observatory του Caltech, ένα δίκτυο τηλεσκοπίων ειδικά σχεδιασμένο για την ανίχνευση και τον εντοπισμό FRB. Τα υπόλοιπα 30 FRB προήλθαν από άλλα τηλεσκόπια σε όλο τον κόσμο , κυρίως το Australian Square Kilometre Array Pathfinder.

Η προσέγγιση των επιστημόνων είναι σαν να βλέπουμε τη «σκιά» της ύλης. Ο καθηγητής Βίκραμ Ράβι από το Caltech παρομοίασε: «Είναι σαν να βλέπουμε τις σκιές όλων των βαρυονίων, με τα FRB ως οπίσθιο φωτισμό... Αν δείτε ένα άτομο μπροστά σας, μπορείτε να καταλάβετε πολλά γι' αυτό. Αλλά αν δείτε απλώς τη σκιά του, εξακολουθείτε να γνωρίζετε ότι είναι εκεί και μπορείτε να εκτιμήσετε το μέγεθός του».

Νέες δυνατότητες για την κοσμολογία

Τα αποτελέσματα της μελέτης δείχνουν ότι το 76% της κανονικής ύλης του σύμπαντος βρίσκεται στον διαγαλαξιακό χώρο, το 15% βρίσκεται σε γαλαξιακές άλω και το υπόλοιπο συγκεντρώνεται σε γαλαξίες. Αυτή η κατανομή συμφωνεί με τις προβλέψεις από προσομοιώσεις, αλλά είναι η πρώτη φορά που επιβεβαιώνεται από πραγματικές παρατηρήσεις.

Η ιδέα αυτού του καλλιτέχνη απεικονίζει την συνηθισμένη ύλη στο λεπτό, θερμό αέριο που αποτελεί το διαγαλαξιακό μέσο (IGM) — κάτι που οι επιστήμονες δυσκολεύονταν να παρατηρήσουν άμεσα μέχρι τώρα. Διαφορετικά χρώματα φωτός ταξιδεύουν με διαφορετικές ταχύτητες στο διάστημα. Εδώ, ο καλλιτέχνης χρησιμοποίησε το μπλε για να επισημάνει πυκνότερες περιοχές του κοσμικού ιστού, μετατοπίζοντας το σε πιο κόκκινο φως για περιοχές κενού. Πίστωση: Jack Madden, IllustrisTNG, Ralf Konietzka, Liam Connor/CfA

Η ανακάλυψη όχι μόνο λύνει ένα σημαντικό μυστήριο, αλλά ανοίγει και μια νέα κατεύθυνση για την κοσμολογία. Τα δεδομένα από τις FRB θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα την εξέλιξη των γαλαξιών, ακόμη και να προσδιορίσουν τη μάζα των υποατομικών σωματιδίων που ονομάζονται νετρίνα - ένα βασικό στοιχείο για την υπέρβαση του Καθιερωμένου Μοντέλου της σωματιδιακής φυσικής.

Σύμφωνα με τον καθηγητή Ράβι, αυτή είναι μόνο η αρχή. Στο μέλλον, το ραδιοτηλεσκόπιο DSA-2000 στην έρημο της Νεβάδα, το οποίο αναμένεται να ανιχνεύει έως και 10.000 FRB ετησίως, υπόσχεται να μας οδηγήσει βαθύτερα στην αποκρυπτογράφηση των μυστικών του σύμπαντος.

Λα Κε (Σύμφωνα με το SciTechDaily)

Πηγή: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/vu-no-vo-tuyen-nhanh-he-lo-kho-bau-vu-tru-bi-che-giau-suot-nhieu-thap-ky/20250817083747028