Αστρονόμοι ανιχνεύουν την πιο απομακρυσμένη ταχεία έκλαμψη ραδιοκυμάτων έως το 2023

Μια διεθνής ομάδα εντόπισε μια απομακρυσμένη ταχεία έκλαμψη ραδιοκυμάτων (Fast Radio Burst – FRB) που διαρκεί λιγότερο από ένα χιλιοστό του δευτερολέπτου. Αυτή η FRB είναι η πιο μακρινή έκλαμψη που έχει εντοπιστεί ποτέ. Η πηγή εντοπίστηκε από το Very Large Telescope (VLT) του European Southern Observatory (ESO) σε έναν απομακρυσμένο γαλαξία που το φως του χρειάστηκε οκτώ δισεκατομμύρια χρόνια για να φτάσει σε εμάς. Η συγκεκριμένη FRB είναι μία από τις πιο ενεργητικές που έχουν παρατηρηθεί ποτέ. Εντός ενός μικρού κλάσματος του δευτερολέπτου απελευθέρωσε το ισοδύναμο της συνολικής εκπομπής του Ήλιου μας σε 30 χρόνια.

Η ανακάλυψη της έκλαμψης, που ονομάζεται FRB 20220610A (το όνομα είναι συνδεδεμένο με την ημερομηνία ανίχνευσης), έγινε τον περασμένο Ιούνιο από το ραδιοτηλεσκόπιο ASKAP στην Αυστραλία και έσπασε το προηγούμενο ρεκόρ – το οποίο κατείχε η ίδια ομάδα – της πιο απομακρυσμένης έκλαμψης κατά 50 τοις εκατό. Χρησιμοποιώντας τις ραδιοπαρατηρήσεις η ομάδα μπόρεσε να προσδιορίσει με ακρίβεια την προέλευση της έκλαμψης και στη συνέχεια μέσω των παρατηρήσεων στα οπτικά μήκη κύματος από το VLT να αναζητήσουν τον γαλαξία από όπου προήλθε η συγκεκριμένη έκλαμψη. Ο γαλαξίας αυτός βρέθηκε ότι είναι αρχαιότερος όσον αφορά τη δημιουργία του και πιο μακριά από οποιαδήποτε άλλον στον οποίο έχουμε ανιχνεύσει μία FRB, και πιθανά να βρίσκεται εντός μίας μικρής ομάδας από γαλαξίες οι οποίοι βρίσκονται σε διαδικασία σύγκρουσης/συγχώνευσης. 

Η ανακάλυψη επιβεβαιώνει ότι οι FRBs μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μέτρηση της ύλης η οποία “λείπει” μεταξύ των γαλαξιών δίνοντας έναν νέο τρόπο να υπολογίσουμε το “βάρος” του Σύμπαντος. Οι τρέχουσες μέθοδοι εκτίμησης της μάζας αυτής δίνουν αντικρουόμενες απαντήσεις και αμφισβητούν το τυπικό κοσμολογικό μοντέλο. «Αν μετρήσουμε την ποσότητα της κανονικής ύλης στο Σύμπαν – τα άτομα από τα οποία είμαστε όλοι φτιαγμένοι – θα ανακαλύψουμε ότι λείπει περισσότερο από το μισό από αυτό που θα έπρεπε να υπάρχουν σήμερα», λέει ο Ryan Shannon, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Τεχνολογίας Swinburne στην Αυστραλία, ο οποίος ήταν συνεπικεφαλής της μελέτης. «Πιστεύουμε ότι η ύλη που λείπει κρύβεται στο διάστημα μεταξύ των γαλαξιών, αλλά μπορεί απλώς να είναι τόσο ζεστή και διάχυτη που να είναι αδύνατο να τη δούμε χρησιμοποιώντας τις ήδη γνωστές τεχνικές. Οι FRBs “αντιλαμβάνονται” αυτό το ιονισμένο υλικό. Ακόμη και σε χώρο που είναι σχεδόν τελείως άδειος, μπορούν να «δουν» όλα τα ηλεκτρόνια (καθώς διατρέχουν τον χώρο) και αυτό μας επιτρέπει να μετρήσουμε την ποσότητα της ύλης μεταξύ των γαλαξιών», αναφέρει ο Shannon.

Η εύρεση απομακρυσμένων FRBs μπορεί να συνεισφέρει στη μέτρηση της ύλης που “λείπει” στο Σύμπαν, μιας και είναι φαινόμενα που συμβαίνουν συχνά στο Σύμπαν. Η παρατήρησή τους θα μας βοηθήσει να αντιληφθούμε τη δομή του Σύμπαντος. Το αποτέλεσμα αντιπροσωπεύει το όριο αυτού που μπορεί να επιτευχθεί με τα τηλεσκόπια σήμερα, αν και οι αστρονόμοι θα έχουν σύντομα τα εργαλεία για να ανιχνεύσουν ακόμη πιο απομακρυσμένες εκρήξεις, να εντοπίσουν τους γαλαξίες τους και να μετρήσουν τη “χαμένη” ύλη από το Σύμπαν. Το διεθνές Square Kilometre Array Observatory  κατασκευάζει επί του παρόντος δύο ραδιοτηλεσκόπια στη Νότια Αφρική και την Αυστραλία που θα είναι ικανά να βρουν χιλιάδες FRB, συμπεριλαμβανομένων πολύ μακρινών που δεν μπορούν να ανιχνευθούν με τις τρέχουσες υποδομές. Το Extremely Large Telescope της ESO, ένα τηλεσκόπιο 39 μέτρων υπό κατασκευή στην έρημο Ατακάμα της Χιλής, θα είναι επίσης ένα από τα λίγα τηλεσκόπια που θα μπορούν να μελετήσουν τους γαλαξίες που φιλοξενούν FRBs και βρίσκονται ακόμη πιο μακριά από τη FRB 20220610A. 

Η εργασία  “A luminous fast radio burst that probes the Universe at redshift 1” (doi:10.1126/science.adf2678) βρίσκεται στο περιοδικό Science.

Το κείμενο βασίστηκε σε ανακοίνωση του newsletter του RadioNet, της Ευρωπαϊκής Ραδιοαστρονομικής συνεργασίας.