Ledakan radio pantas mendedahkan khazanah kosmik yang tersembunyi selama beberapa dekad

Perkara Hilang: Teka-teki Hebat Alam Semesta

Alam semesta kita terdiri daripada dua jenis jirim utama: jirim gelap dan jirim biasa. Bahan gelap membentuk majoriti, tetapi tidak kelihatan dan hanya boleh dikesan melalui pengaruh gravitinya. Sebaliknya, jirim biasa, yang merangkumi atom, planet, dan segala-galanya yang boleh kita lihat, membentuk hanya 16% daripada semua jirim.

Một nghiên cứu mới đã xác định chính xác vật chất

Satu kajian baharu telah menunjukkan jirim "hilang" di alam semesta menggunakan letupan radio pantas (FRB) - isyarat radio pendek dan terang dari galaksi jauh - sebagai panduan. Rendering artis ini menggambarkan FRB yang terang bergerak melalui kabus antara galaksi, yang dikenali sebagai medium antara galaksi. Panjang gelombang yang lebih panjang, ditunjukkan dalam warna merah, diperlahankan berbanding dengan panjang gelombang yang lebih pendek dan lebih biru, membolehkan ahli astronomi "menimbang" jirim yang biasanya tidak kelihatan. Kredit: Melissa Weiss/CfA

Menurut model kosmologi, kebanyakan bahan biasa ini tidak tertumpu pada bintang atau planet, tetapi tersebar secara meluas di ruang antara galaksi. Walau bagaimanapun, disebabkan ketumpatan yang sangat rendah, kira-kira separuh daripada perkara ini telah lama "mengelakkan" pemerhatian saintis .

FRB: Cahaya dari alam semesta yang jauh

Dalam kajian yang diterbitkan dalam jurnal Nature Astronomy, penyelidik dari Caltech dan Pusat Astrofizik Harvard & Smithsonian (CfA) menemui jawapannya. Mereka menggunakan letupan radio pantas (FRB), semburan tenaga yang singkat tetapi sengit, untuk mengesan bahan yang hilang.

"FRB bersinar melalui kabus medium antara galaksi, dan dengan mengukur dengan tepat kelajuan cahaya yang diperlahankan, kita boleh menimbang kabus itu, walaupun ia terlalu samar untuk dilihat, " jelas Liam Connor, profesor bersekutu di Harvard dan pengarang utama kajian itu.

Data daripada letupan pecah rekod

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

Gambar rajah artis ini menggambarkan beberapa daripada 60 FRB dalam kajian—FRB 20221219A, FRB 20231220A dan FRB 20240123A—digunakan untuk menjejaki perjalanan gas melalui ruang antara galaksi dan memetakan web kosmik. Kredit: Jack Madden/CfA, Simulasi IllustrisTNG

Pasukan itu menganalisis 69 FRB berbeza, dalam jarak antara 11.74 juta hingga 9.1 bilion tahun cahaya. Terutama, FRB paling jauh dalam kajian, digelar FRB 20230521B, ialah FRB paling jauh pernah direkodkan. Daripada jumlah ini, 39 telah dikenal pasti oleh Deep Synoptic Array-110 (DSA-110) di Balai Cerap Radio Owen Valley Caltech, rangkaian teleskop yang direka khusus untuk mengesan dan mencari FRB. Baki 30 FRB datang daripada teleskop lain di seluruh dunia , terutamanya Pencari Laluan Array Kilometer Square Australia.

Pendekatan para saintis adalah seperti melihat "bayangan" bahan. Profesor Vikram Ravi dari Caltech menyamakan: "Ia seperti kita melihat bayang-bayang semua baryon, dengan FRB sebagai lampu latar... Jika anda melihat seseorang di hadapan anda, anda boleh memberitahu banyak tentang mereka. Tetapi jika anda hanya melihat bayang-bayang mereka, anda masih tahu mereka ada di sana dan anda boleh menganggarkan saiznya."

Potensi baharu untuk kosmologi

Hasil kajian menunjukkan bahawa 76% daripada jirim normal alam semesta terletak di ruang antara galaksi, 15% berada dalam lingkaran cahaya galaksi, dan selebihnya tertumpu di galaksi. Taburan ini sepadan dengan ramalan daripada simulasi, tetapi ini adalah kali pertama ia telah disahkan oleh pemerhatian sebenar.

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

Konsep artis ini menggambarkan jirim biasa dalam gas nipis dan hangat yang membentuk medium antara galaksi (IGM)—sesuatu yang saintis menghadapi masalah memerhati secara langsung sehingga kini. Warna cahaya yang berbeza bergerak pada kelajuan yang berbeza melalui ruang angkasa. Di sini, artis telah menggunakan warna biru untuk menyerlahkan kawasan web kosmik yang lebih tumpat, beralih kepada cahaya yang lebih merah untuk kawasan vakum. Kredit: Jack Madden, IllustrisTNG, Ralf Konietzka, Liam Connor/CfA

Penemuan itu bukan sahaja menyelesaikan misteri utama, tetapi juga membuka hala tuju baharu untuk kosmologi. Data daripada FRB boleh membantu saintis memahami dengan lebih baik evolusi galaksi dan juga menentukan jisim zarah subatom yang dipanggil neutrino - elemen utama dalam bergerak melangkaui Model Standard fizik zarah.

Menurut Profesor Ravi, ini hanyalah permulaan. Pada masa hadapan, teleskop radio DSA-2000 di padang pasir Nevada, dijangka mengesan sehingga 10,000 FRB setiap tahun, berjanji untuk membawa kita lebih mendalam untuk menguraikan rahsia alam semesta.

La Khe (Menurut SciTechDaily)

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