Таинственные быстрые радиовсплески (FRB) помогли астрономам взвесить нашу галактику.
Уже более десяти лет так называемые быстрые радиовсплески (FRB) озадачивают ученых. Эти ультракороткоживущие яркие вспышки радиоволн по небу происходят весь день, но никто пока не знает, что их вызывает.
Хотя FRB все еще остаются загадкой, новые наблюдения этого странного явления могут действительно помочь астрономам узнать больше о нашем собственном галактическом окружении. В новом исследовании, представленном на пресс—конференции на 241-м собрании Американского астрономического общества, команда астрономов из Калифорнийского технологического института сообщила об измерении массы нашего Млечного Пути с помощью FRB - и оказалось, что наша галактика легче, чем ожидалось.
Астрономы из Калифорнийского технологического института построили обсерваторию под названием Deep Synoptic Array (DSA), состоящую из 110 радиоантенн, расположенных в долине Оуэнс в Центральной Калифорнии на исконных землях племени пайутов Биг Пайн, для более точных измерений FRB.
Их цель состоит в том, чтобы точно определить местоположение на небе каждого FRB, который они наблюдают, чтобы помочь выяснить, откуда берутся эти вспышки. Эта задача требует очень детального разрешения — эквивалент обнаружения десятицентовика на поверхности Луны.
В то же время массив должен обследовать большую часть неба, чтобы иметь хоть какую-то надежду обнаружить чрезвычайно короткие вспышки. Съемка большого объема неба означает обработку большого количества данных, поэтому компьютеры array обрабатывают 24 гигабайта в секунду. Это далеко за пределами возможностей большинства компьютеров, с которыми мы взаимодействуем" Это было бы похоже на одновременную трансляцию 28 000 фильмов Netflix.
В долгосрочной перспективе астрономы надеются построить еще более совершенную обсерваторию FRB, получившую название DSA-2000 — да, это массив из двух тысяч радиоприемников — в пустыне Невада. Но даже начальный DSA является мощным инструментом для наблюдения FRB.
"DSA в настоящее время является ведущим в мире инструментом для этой цели", - сказал Викрам Рави, астроном из Калифорнийского технологического института, во время пресс-конференции. Только в 2022 году, в первый год своей работы, DSA-110 помогла астрономам обнаружить 30 FRB с точными местоположениями, что более чем соответствует 21, который ученые ранее отслеживали за годы, прошедшие с момента обнаружения первого FRB в 2007 году.
Возможность точного определения особенно важна, сказал Рави. "Выяснив, на что похожа среда FRB, мы можем кое-что сказать об их происхождении".
И эти наблюдения не только дают астрономам ключ к разгадке тайны FRB, но и раскрывают невидимую материю вокруг нас. "Как оказалось, более 80% барионной материи — не темной материи, а материи, подобной нам с вами, — невидимо в соседней вселенной", - сказал Рави. Эта скрытая материя действительно разбросана, что затрудняет наблюдение в наши телескопы. (Темная материя - это таинственная субстанция, которую астрономы не могут видеть непосредственно, но наблюдали за ее гравитационной сигнатурой на галактиках.)
По мере того, как радиоволны распространяются от далеких галактик к нашим антеннам на Земле, определенные частоты волн будут задерживаться — показатель того, сколько материала находится между наблюдателем и FRB. Данные DSA показали, что в нашем Млечном Пути гораздо меньше обычной материи, чем ожидали астрономы. В то время как большая часть Вселенной состоит примерно на 16% из обычной материи и на 84% из темной материи, наш Млечный Путь состоит менее чем на 10% из обычной материи и более чем на 90% из темной материи.
Эта неожиданная легкость может намекать на выбросы в прошлом нашей галактики. "Эти результаты убедительно подтверждают сценарии, предсказанные моделированием формирования галактик, в которых процессы обратной связи вытесняют материю из гало галактик", - сказал Рави в заявлении Caltech. Эти процессы являются "фундаментальными для формирования галактик, при которых материя циклически поступает в галактики и выдувается из них", добавил он.
Это только первый год наблюдений с помощью недавно названного DSA, который начал ввод в эксплуатацию в феврале 2022 года, и обсерватория все еще наращивает обороты, и только 63 из 110 тарелок участвуют в новом исследовании. Так что, вероятно, из этой калифорнийской долины можно извлечь гораздо больше, чтобы помочь разгадать историю FRB и многое другое.
