O explozie radio rapidă dezvăluie o comoară cosmică ascunsă timp de decenii.

DNVN - Timp de decenii, oamenii de știință s-au luptat cu întrebarea: Unde a „dispărut” cea mai mare parte a materiei vizibile din univers? Acum, datorită unor semnale radio misterioase din spațiul cosmic, astronomii au răspunsul.

Materia lipsă: Marele puzzle al Universului

Universul nostru este alcătuit din două tipuri principale de materie: materie întunecată și materie obișnuită. Materia întunecată constituie majoritatea, dar este invizibilă și poate fi detectată doar prin influența sa gravitațională. În schimb, materia obișnuită, care include atomii, planetele și tot ce putem vedea, reprezintă doar 16% din toată materia.

Un nou studiu a identificat cu exactitate materia „lipsă” din univers folosind ca ghid explozii radio rapide (FRB) - semnale radio scurte și luminoase de la galaxii îndepărtate. Această reprezentare artistică înfățișează un FRB luminos care călătorește prin ceața dintre galaxii, cunoscută sub numele de mediu intergalactic. Lungimile de undă mai lungi, reprezentate în roșu, sunt încetinite în comparație cu lungimile de undă mai scurte și mai albastre, permițând astronomilor să „cântărească” materia în mod normal invizibilă. Credit: Melissa Weiss/CfA

Conform modelelor cosmologice, cea mai mare parte a acestei materii obișnuite nu este concentrată în stele sau planete, ci este dispersată pe scară largă în spațiul intergalactic. Cu toate acestea, din cauza densității sale extrem de mici, aproximativ jumătate din această materie a „scăpat” de mult observațiilor oamenilor de știință .

FRB: Lumină din universul îndepărtat

Într-un studiu publicat în revista Nature Astronomy, cercetătorii de la Caltech și de la Centrul Harvard & Smithsonian pentru Astrofizică (CfA) au găsit răspunsul. Au folosit explozii radio rapide (FRB), explozii scurte, dar intense de energie, pentru a detecta materia lipsă.

„FRB-urile strălucesc prin ceața mediului intergalactic și, prin măsurarea precisă a vitezei luminii încetinite, putem cântări acea ceață, chiar dacă este prea slabă pentru a fi văzută”, explică Liam Connor, profesor asociat la Harvard și autor principal al studiului.

Date despre explozii record

Această diagramă artistică prezintă câteva dintre cele 60 de FRB-uri din studiu — FRB 20221219A, FRB 20231220A și FRB 20240123A — utilizate pentru a urmări călătoria gazului prin spațiul intergalactic și a cartografia rețeaua cosmică. Credit: Jack Madden/CfA, IllustrisTNG Simulations

Echipa a analizat 69 de FRB-uri diferite, cu distanțe cuprinse între 11,74 milioane și 9,1 miliarde de ani-lumină. În special, cel mai îndepărtat FRB din studiu, denumit FRB 20230521B, este cel mai îndepărtat FRB înregistrat vreodată. Dintre acestea, 39 au fost identificate de Deep Synoptic Array-110 (DSA-110) de la Observatorul Radio Owen Valley al Universității Caltech, o rețea de telescoape special concepute pentru detectarea și localizarea FRB-urilor. Celelalte 30 de FRB-uri provin de la alte telescoape din întreaga lume , în principal de la Australian Square Kilometre Array Pathfinder.

Abordarea oamenilor de știință este ca și cum am vedea „umbra” materiei. Profesorul Vikram Ravi de la Caltech a comparat: „Este ca și cum am vedea umbrele tuturor barionilor, cu FRB-uri ca fundal... Dacă vezi o persoană în fața ta, poți spune multe despre ea. Dar dacă îi vezi doar umbra, tot știi că este acolo și îi poți estima dimensiunea.”

Un nou potențial pentru cosmologie

Rezultatele studiului arată că 76% din materia normală a universului se află în spațiul intergalactic, 15% se află în halouri galactice, iar restul este concentrat în galaxii. Această distribuție corespunde predicțiilor din simulări, dar este prima dată când a fost confirmată prin observații reale.

Conceptul acestui artist înfățișează materia obișnuită din gazul subțire și cald care alcătuiește mediul intergalactic (IGM) - ceva ce oamenii de știință au avut dificultăți în a observa direct până acum. Diferite culori ale luminii călătoresc cu viteze diferite prin spațiu. Aici, artistul a folosit albastrul pentru a evidenția regiunile mai dense ale rețelei cosmice, trecând la lumină mai roșie pentru regiunile de vid. Credit: Jack Madden, IllustrisTNG, Ralf Konietzka, Liam Connor/CfA

Descoperirea nu numai că rezolvă un mister major, dar deschide și o nouă direcție pentru cosmologie. Datele obținute de la FRB-uri ar putea ajuta oamenii de știință să înțeleagă mai bine evoluția galaxiilor și chiar să determine masa particulelor subatomice numite neutrini – un element cheie în depășirea Modelului Standard al fizicii particulelor.

Potrivit profesorului Ravi, acesta este doar începutul. În viitor, radiotelescopul DSA-2000 din deșertul Nevada, despre care se așteaptă să detecteze până la 10.000 de FRB-uri pe an, promite să ne aprofundeze descifrarea secretelor universului.

La Khe (conform SciTechDaily)

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