高速電波バーストが数十年にわたり隠されていた宇宙の宝物を明らかにする

失われた物質：宇宙の大きな謎

私たちの宇宙は、主に2種類の物質、すなわち暗黒物質と通常物質で構成されています。暗黒物質は宇宙の大部分を占めていますが、目に見えず、その重力の影響によってのみ検出できます。一方、原子、惑星、その他目に見えるすべてのものを含む通常物質は、全物質のわずか16%を占めています。

Một nghiên cứu mới đã xác định chính xác vật chất

新たな研究は、遠方の銀河から発せられる短く明るい電波信号である高速電波バースト（FRB）を手がかりに、宇宙で「失われた」物質を正確に特定した。この想像図は、銀河間の霧（銀河間物質）の中を進む明るいFRBを描いている。赤で示される長波長は、青で示される短波長に比べて速度が遅く、天文学者は通常は見えない物質を「計量」することができる。クレジット：メリッサ・ワイス/CfA

宇宙論モデルによれば、この通常の物質の大部分は恒星や惑星に集中しているのではなく、銀河間空間に広く分散している。しかし、その密度が極めて低いため、この物質の約半分は長らく科学者の観測を「逃れて」きた。

FRB：遠い宇宙からの光

カリフォルニア工科大学とハーバード・スミソニアン天体物理学センター（CfA）の研究者たちが、ネイチャー・アストロノミー誌に掲載された研究で、その答えを発見しました。彼らは、短時間ながらも極めて強力なエネルギーバーストである高速電波バースト（FRB）を用いて、失われた物質を検出しました。

「FRB は銀河間物質の霧を透過して輝き、光の減速速度を正確に測定することで、たとえ目に見えないほど微弱であっても、その霧の重さを量ることができる」と、ハーバード大学の准教授でこの研究の筆頭著者であるリアム・コナー氏は説明する。

記録破りの爆発のデータ

Sơ đồ của họa sĩ này mô tả một số trong 60 FRB trong nghiên cứu—FRB 20221219A, FRB 20231220A và FRB 20240123A—được sử dụng để theo dõi hành trình của khí qua không gian giữa các thiên hà và lập bản đồ mạng lưới vũ trụ. Nguồn: Jack Madden/CfA, IllustrisTNG Simulations

このイラストは、研究対象となった60個のFRBのうち、FRB 20221219A、FRB 20231220A、FRB 20240123Aを描いたものです。これらのFRBは、銀河間空間におけるガスの移動を追跡し、宇宙の網の地図を作成するために使用されています。クレジット：ジャック・マッデン/CfA、IllustrisTNGシミュレーション

研究チームは、1174万光年から91億光年までの範囲にわたる69個の異なるFRBを分析しました。特筆すべきは、研究対象となった最も遠方のFRBであるFRB 20230521Bが、これまでに記録されたFRBの中で最も遠方にあることです。このうち39個は、カリフォルニア工科大学オーウェンバレー電波天文台のディープ・シノプティック・アレイ110（DSA-110）によって特定されました。DSA-110は、FRBの検出と位置特定を専門に設計された望遠鏡ネットワークです。残りの30個のFRBは、オーストラリア平方キロメートルアレイ・パスファインダー望遠鏡を中心に、世界中の他の望遠鏡から観測されました。

科学者たちのアプローチは、物質の「影」を見るようなものです。カリフォルニア工科大学のヴィクラム・ラヴィ教授は、これを次のように例えました。「FRBをバックライトとして、すべての重粒子の影を見ているようなものです。目の前に人がいれば、その人について多くのことがわかります。しかし、影だけを見ても、その人の存在は分かりますし、大きさも推定できます。」

宇宙論の新たな可能性

研究結果によると、宇宙の通常の物質の76%は銀河間空間に、15%は銀河ハローに、残りは銀河に集中している。この分布はシミュレーションによる予測と一致しているが、実際の観測によって確認されたのは今回が初めてである。

Ý tưởng của nghệ sĩ này mô tả vật chất thông thường trong lớp khí mỏng, ấm tạo nên môi trường liên thiên hà (IGM)—thứ mà các nhà khoa học khó có thể quan sát trực tiếp cho đến nay. Các màu sắc ánh sáng khác nhau di chuyển với tốc độ khác nhau trong không gian. Ở đây, nghệ sĩ đã sử dụng màu xanh lam để làm nổi bật các vùng dày đặc hơn của mạng lưới vũ trụ, chuyển sang ánh sáng đỏ hơn cho các vùng chân không. Nguồn: Jack Madden, IllustrisTNG, Ralf Konietzka, Liam Connor/CfA

このアーティストのコンセプト画は、銀河間物質（IGM）を構成する薄く温かいガス中の通常の物質を描いています。これはこれまで科学者が直接観測することが困難だったものです。光の色によって、宇宙空間を伝わる速度が異なります。アーティストは、宇宙の網の目の中で密度の高い領域を青色で強調し、真空の領域を赤色の光で表現しています。クレジット：ジャック・マッデン、IllustrisTNG、ラルフ・コニエツカ、リアム・コナー/CfA

この発見は、大きな謎を解くだけでなく、宇宙論に新たな方向性を開くものでもあります。FRBのデータは、科学者が銀河の進化をより深く理解し、さらにはニュートリノと呼ばれる素粒子の質量を決定するのに役立つ可能性があります。これは、素粒子物理学の標準モデルを超えるための重要な要素です。

ラヴィ教授によると、これはまだ始まりに過ぎない。将来的には、ネバダ砂漠にあるDSA-2000電波望遠鏡が、年間最大1万回のFRBの検出が期待されており、宇宙の謎をさらに深く解き明かしてくれるだろう。

ラ・ケ（SciTechDailyによると）

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