Hızlı radyo patlaması onlarca yıldır gizli olan kozmik hazineyi ortaya çıkardı

Kayıp Madde: Evrenin Büyük Bulmacası

Evrenimiz iki ana madde türünden oluşur: karanlık madde ve normal madde. Karanlık madde çoğunluğu oluşturur, ancak görünmezdir ve yalnızca kütleçekimsel etkisiyle tespit edilebilir. Buna karşılık, atomları, gezegenleri ve görebildiğimiz diğer her şeyi içeren normal madde, tüm maddenin yalnızca %16'sını oluşturur.

Một nghiên cứu mới đã xác định chính xác vật chất

Yeni bir çalışma, uzak galaksilerden gelen kısa ve parlak radyo sinyalleri olan hızlı radyo patlamalarını (FRB) rehber alarak evrendeki "kayıp" maddeyi belirledi. Bu sanatçı çizimi, galaksiler arası ortam olarak bilinen sisin içinden geçen parlak bir FRB'yi tasvir ediyor. Kırmızıyla gösterilen daha uzun dalga boyları, daha kısa ve mavi dalga boylarına kıyasla yavaşlatılarak gökbilimcilerin normalde görünmeyen maddeyi "tartmasına" olanak tanıyor. Kaynak: Melissa Weiss/CfA

Kozmolojik modellere göre, bu sıradan maddenin çoğu yıldızlarda veya gezegenlerde yoğunlaşmamış, galaksiler arası uzayda geniş bir alana yayılmıştır. Ancak, son derece düşük yoğunluğu nedeniyle, bu maddenin yaklaşık yarısı uzun süredir bilim insanlarının gözlemlerinden "kaçmıştır".

FRB: Uzak evrenden gelen ışık

Nature Astronomy dergisinde yayınlanan bir çalışmada, Caltech ve Harvard & Smithsonian Astrofizik Merkezi'nden (CfA) araştırmacılar cevabı buldular. Kayıp maddeyi tespit etmek için kısa ama yoğun enerji patlamaları olan hızlı radyo patlamalarını (FRB'ler) kullandılar.

Harvard Üniversitesi'nde doçent ve çalışmanın başyazarı olan Liam Connor, "FRB'ler galaksiler arası ortamın sisinden parlar ve ışığın hızının yavaşlamasını hassas bir şekilde ölçerek, çok hafif olsa bile, bu sisin ağırlığını ölçebiliriz" şeklinde açıklıyor.

Rekor kıran patlamalardan elde edilen veriler

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

Bu sanatçı diyagramı, çalışmadaki 60 FRB'den bazılarını (FRB 20221219A, FRB 20231220A ve FRB 20240123A) göstermektedir. Bu FRB'ler, gazın galaksiler arası uzaydaki yolculuğunu izlemek ve kozmik ağı haritalamak için kullanılmaktadır. Kaynak: Jack Madden/CfA, IllustrisTNG Simülasyonları

Ekip, 11,74 milyon ışık yılı ile 9,1 milyar ışık yılı arasında değişen 69 farklı FRB'yi analiz etti. Çalışmadaki en uzak FRB olan FRB 20230521B, şimdiye kadar kaydedilen en uzak FRB olma özelliğini taşıyor. Bunlardan 39'u, FRB'leri tespit etmek ve konumlandırmak için özel olarak tasarlanmış bir teleskop ağı olan Caltech'in Owen Valley Radyo Gözlemevi'ndeki Derin Sinoptik Dizi-110 (DSA-110) tarafından tespit edildi. Kalan 30 FRB ise, başta Avustralya Kare Kilometre Dizisi Yol Bulucu olmak üzere, dünyanın dört bir yanındaki diğer teleskoplardan geldi.

Bilim insanlarının yaklaşımı, maddenin "gölgesini" görmeye benziyor. Caltech'ten Profesör Vikram Ravi şöyle benzetiyor: "Sanki tüm baryonların gölgelerini görüyoruz, arka ışık olarak da FRB'ler kullanılıyor... Karşınızda birini görürseniz, onun hakkında çok şey söyleyebilirsiniz. Ama sadece gölgesini görürseniz, orada olduklarını bilir ve boyutlarını tahmin edebilirsiniz."

Kozmoloji için yeni potansiyel

Çalışma sonuçları, evrendeki normal maddenin %76'sının galaksiler arası uzayda, %15'inin galaktik halelerde ve geri kalanının galaksilerde yoğunlaştığını gösteriyor. Bu dağılım, simülasyonlardan elde edilen tahminlerle örtüşüyor, ancak gerçek gözlemlerle ilk kez doğrulanıyor.

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

Bu sanatçının konsepti, galaksiler arası ortamı (GGM) oluşturan ince, sıcak gazdaki sıradan maddeyi tasvir ediyor; bilim insanlarının şimdiye kadar doğrudan gözlemlemekte zorlandıkları bir şey. Işığın farklı renkleri uzayda farklı hızlarda hareket eder. Sanatçı burada, kozmik ağın daha yoğun bölgelerini vurgulamak için maviyi, boşluk bölgeleri içinse daha kırmızı ışığa geçişi kullanmış. Kaynak: Jack Madden, IllustrisTNG, Ralf Konietzka, Liam Connor/CfA

Keşif, büyük bir gizemi çözmekle kalmıyor, aynı zamanda kozmoloji için yeni bir yön de açıyor. FRB'lerden elde edilen veriler, bilim insanlarının galaksilerin evrimini daha iyi anlamalarına ve hatta parçacık fiziğinin Standart Model'inin ötesine geçmede önemli bir unsur olan nötrino adı verilen atom altı parçacıkların kütlesini belirlemelerine yardımcı olabilir.

Profesör Ravi'ye göre bu sadece bir başlangıç. Gelecekte, Nevada çölündeki DSA-2000 radyo teleskobunun yılda 10.000'e kadar FRB tespit etmesi bekleniyor ve bu da bizi evrenin sırlarını çözme yolunda daha da derinlere götürecek.

La Khe (SciTechDaily'ye göre)

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