Astronómovia zaznamenali doposiaľ najvzdialenejší rýchly rádiový záblesk


eso2317 — Tlačová správa (vedecká)

Astronómovia zaznamenali doposiaľ najvzdialenejší rýchly rádiový záblesk

19. október 2023

Medzinárodný tím astronómov zaznamenal vzdialený záblesk kozmických rádiových vĺn, ktorý trval kratšie ako jedna milisekunda. Tento „rýchly rádiový záblesk“ (fast radio burst, FRB) je najvzdialenejší, aký doteraz zaznamenali. Jeho zdroj bol nájdený pomocou veľmi veľkého ďalekohľadu VLT Európskeho južného observatória (ESO) v galaxii tak vzdialenej, že jej svetlo k nám letelo osem miliárd rokov. FRB je tiež jedným z najenergickejších zábleskov, aké boli doteraz pozorované; za zlomok sekundy uvoľnil toľko energie, koľko emituje naše Slnko za 30 rokov.

Záblesk s názvom FRB 20220610A bol objavený v júni minulého roka rádiovým teleskopom ASKAP v Austrálii [1] a prekonal tak predchádzajúci rekord vzdialenosti o 50 percent.

„Pomocou radu antén ASKAP sme boli schopní presne určiť, odkiaľ záblesk pochádza,“ hovorí Stuart Ryder, astronóm z Macquarie University v Austrálii a jeden z hlavných autorov štúdie, ktorá dnes vychádza v časopise Science. „Potom sme použili ďalekohľad VLT od ESO]v Čile na hľadanie zdrojovej galaxie [2], pričom sme zistili, že je staršia a vzdialenejšia ako ktorýkoľvek iný známy zdroj rýchlych rádiových zábleskov (FRB), a pravdepodobne sa nachádza v malej skupine zlúčených galaxií.

Objav potvrdzuje, že FRB môžu byť použité na meranie „chýbajúcej“ hmoty medzi galaxiami, čo poskytuje nový spôsob ako „vážiť“ vesmír.

Súčasné metódy odhadovania hmotnosti vesmíru dávajú protichodné výsledky a v niektorých prípadoch nesúhlasia so štandardným kozmologickým modelom. „Keď spočítame množstvo normálnej hmoty vo vesmíre – atómy, z ktorých sme zložený aj my všetci – zistíme, že o niečo viac ako polovica z toho, čo by dnes malo byť a čo by sme mali pozorovať, chýba,“ hovorí Ryan Shannon, profesor na Swinburne University of Technology v Austrálii, ďalší z autorov práce. „Myslíme si, že chýbajúca hmota sa skrýva v priestore medzi galaxiami, ale môže byť taká horúca a riedka, že ju nie je možné vidieť pomocou bežných metód.

„Rýchle rádiové záblesky sú na tento ionizovaný materiál citlivé. Dokonca aj vo vesmíre, ktorý je takmer dokonale prázdny, „vidí“ každý elektróny, a to nám umožňuje odmerať množstvo hmoty medzi galaxiami,“ hovorí Shannon.

Nájdenie vzdialených FRB je kľúčom k presnému meraniu chýbajúcej hmoty vo vesmíre, ako dokázal austrálsky astronóm Jean-Pierre (‚J-P‘) Macquart v roku 2020. „J-P ukázal, že čím ďalej je rýchly rádiový záblesk, tým viac deteguje riedke hmoty. Toto poznáme ako Macquartov vzťah. Zdá sa, že niektoré nedávne rýchle rádiové záblesky tento vzťah narušili. Naše merania potvrdzujú, že Macquartov vzťah je platný pre polovicu známeho vesmíru,“ hovorí Ryder.

„Zatiaľ stále nevieme, čo vlastne spôsobuje tieto masívne záblesky energie; náš článok potvrdzuje, že rýchle rádiové záblesky sú bežné udalosti vo vesmíre, ktoré môžeme využiť na detekciu hmoty medzi galaxiami a lepšie pochopiť štruktúru vesmíru,“ hovorí Shannon.

Výsledok ukazuje limit toho, čo je dnes možné dosiahnuť pomocou ďalekohľadov. Astronómovia čoskoro budú mať prostriedky na detekciu ešte starších a vzdialenejších zábleskov, určiť ich zdrojové galaxie a merať chýbajúcu hmotu vesmíru. Medzinárodné observatórium Square Kilometer Array Observatory v súčasnosti buduje také rádiové teleskopy v Južnej Afrike a Austrálii, ktoré budú schopné nájsť a merať tisíce FRB, vrátane veľmi vzdialených, ktoré nie je možné pozorovať súčasnými zariadeniami. Extrémne veľký ďalekohľad ELT od ESO, 39-metrový ďalekohľad vo výstavbe v čílskej púšti Atacama, bude jedným z mála prístrojov schopných pozorovať galaxie ešte vzdialenejšie ako FRB 20220610A.

 

Poznámky

[1] Rádioteleskop ASKAP vlastní a prevádzkuje CSIRO, austrálska národná vedecká agentúra, vo Wajarri Yamaji Country v západnej Austrálii.

[2] Tím použil dáta zhotovené prístrojmi FORS2 (FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph 2), X-shooter a HAWK-I (High Acuity Wide-field K-band Imager) na ďalekohľade ESO VLT. V štúdii boli použité aj dáta z Keckovho observatória na Havaji (Spojené štáty americké).

——————–

More information

This research was presented in a paper titled “A luminous fast radio burst that probes the Universe at redshift 1” (doi: 10.1126/science.adf2678) to appear in Science.

The team is composed of S. D. Ryder (School of Mathematical and Physical Sciences, Macquarie University, Australia [SMPS]; Astrophysics and Space Technologies Research Centre, Macquarie University, Sydney, Australia [ASTRC]), K. W. Bannister (Australia Telescope National Facility, Commonwealth Science and Industrial Research Organisation, Space and Astronomy, Australia [CSIRO]), S. Bhandari (The Netherlands Institute for Radio Astronomy, the Netherlands; Joint Institute for Very Long Baseline Interferometry in Europe, the Netherlands), A. T. Deller (Centre for Astrophysics and Supercomputing, Swinburne University of Technology, Australia [CAS]), R. D. Ekers (CSIRO; International Centre for Radio Astronomy Research, Curtin Institute of Radio Astronomy, Curtin University, Australia [ICRAR]), M. Glowacki (ICRAR), A. C. Gordon (Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics, Northwestern University, USA [CIERA]), K. Gourdji (CAS), C. W. James (ICRAR), C. D. Kilpatrick (CIERA; Department of Physics and Astronomy, Northwestern University, USA), W. Lu (Department of Astronomy, University of California, Berkeley, USA; Theoretical Astrophysics Center, University of California, Berkeley, USA), L. Marnoch (SMPS; ASTRC; CSIRO; Australian Research Council Centre of Excellence for All-Sky Astrophysics in 3 Dimensions, Australia), V. A. Moss (CSIRO), J. X. Prochaska (Department of Astronomy and Astrophysics, University of California, Santa Cruz, USA [Santa Cruz]; Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe, Japan), H. Qiu (SKA Observatory, Jodrell Bank, UK), E. M. Sadler (Sydney Institute for Astronomy, School of Physics, University of Sydney, Australia; CSIRO), S. Simha (Santa Cruz), M. W. Sammons (ICRAR), D. R. Scott (ICRAR), N. Tejos (Instituto de Física, Pontificia Universidad Católica De Valparaíso, Chile) and R. M. Shannon (CAS).

The European Southern Observatory (ESO) enables scientists worldwide to discover the secrets of the Universe for the benefit of all. We design, build and operate world-class observatories on the ground — which astronomers use to tackle exciting questions and spread the fascination of astronomy — and promote international collaboration for astronomy. Established as an intergovernmental organisation in 1962, today ESO is supported by 16 Member States (Austria, Belgium, the Czech Republic, Denmark, France, Finland, Germany, Ireland, Italy, the Netherlands, Poland, Portugal, Spain, Sweden, Switzerland and the United Kingdom), along with the host state of Chile and with Australia as a Strategic Partner. ESO’s headquarters and its visitor centre and planetarium, the ESO Supernova, are located close to Munich in Germany, while the Chilean Atacama Desert, a marvellous place with unique conditions to observe the sky, hosts our telescopes. ESO operates three observing sites: La Silla, Paranal and Chajnantor. At Paranal, ESO operates the Very Large Telescope and its Very Large Telescope Interferometer, as well as survey telescopes such as VISTA. Also at Paranal ESO will host and operate the Cherenkov Telescope Array South, the world’s largest and most sensitive gamma-ray observatory. Together with international partners, ESO operates ALMA on Chajnantor, a facility that observes the skies in the millimetre and submillimetre range. At Cerro Armazones, near Paranal, we are building “the world’s biggest eye on the sky” — ESO’s Extremely Large Telescope. From our offices in Santiago, Chile we support our operations in the country and engage with Chilean partners and society.

Contacts

Stuart Ryder
Adjunct Fellow, School of Mathematical and Physical Sciences, Macquarie University
Sydney, Australia
Tel: +61 419 970834
Email: Stuart.Ryder@mq.edu.au

Ryan Shannon
Associate Professor, Swinburne University
Hawthorn, Australia
Tel: +61 3 9214 5205
Email: rshannon@swin.edu.au

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Cell: +49 151 241 664 00
Email: press@eso.org
——————–

Pôvodný článok: https://www.eso.org/public/news/eso2317

 

ESO*lar