Быстрые радиовспышки помогут понять структуру материи во Вселенной

Астрофизики впервые использовали быстрые радиовсплески для прямого измерения того, как внутренние процессы в галактиках сглаживают вещество в межгалактическом пространстве. Результаты показали, что обратная связь от черных дыр и взрывов звезд влияет на космическую структуру слабее, чем считалось ранее.

Чем плотнее материя на пути сигнала, тем сильнее рассеивается радиоизлучение

Источник: B. Schröder/HZDR

Ученые из Калифорнийского технологического института (США) и университета Аризоны (США) проанализировали данные около 100 быстрых радиовсплесков и впервые напрямую измерили, как галактическая обратная связь влияет на распределение обычной материи во Вселенной. Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.

Быстрые радиовсплески — это интенсивные короткие вспышки радиоизлучения, которые приходят на Землю из далекого космоса, проходя сквозь межгалактическую среду. Чем плотнее материя на их пути, тем сильнее рассеивается сигнал. Благодаря этому свойству всплески служат естественными зондами, позволяя ученым составлять карту распределения барионной материи — той самой, из которой состоят звезды, планеты и люди.

Главная сложность в изучении космологических эффектов заключается в том, что на сгущение материи влияют не только темная энергия, темная материя и масса нейтрино, но и внутренние процессы в галактиках. Сверхмассивные черные дыры выбрасывают потоки горячего ионизированного газа, а взрывы звезд дополнительно разогревают и разрежают вещество вокруг галактик. Это сглаживает неоднородности материи, создавая картину, которую трудно отличить от предсказаний теорий темной материи или темной энергии.

Сверхмассивные черные дыры выбрасывают потоки горячего ионизированного газа, а взрывы звезд разогревают и разрежают вещество вокруг галактик, что в итоге сглаживает неоднородности материи и делает ее менее сгущенной

Источник: Институт внеземной физики Макса Планка

Анализ показал, что обратная связь от галактик действительно делает материю более гладкой и менее сгущенной. Однако эффект оказался слабее, чем показывали предыдущие измерения с помощью рентгеновского телескопа eROSITA и микроволнового телескопа Atacama Cosmology Telescope в Чили. Следовательно, быстрые радиовсплески помогают получить самостоятельную и надежную оценку этого явления.

Ученые подчеркивают, что их результаты демонстрируют большой потенциал быстрых радиовсплесков как инструмента космологии. Даже при относительно небольшой выборке из сотни событий удалось добиться точности, сравнимой с результатами многолетних обзоров неба. В будущем, с ростом числа обнаруженных всплесков, этот метод поможет лучше разделить вклад астрофизической обратной связи и фундаментальных космологических сил, что приблизит нас к пониманию природы темной материи, темной энергии и массы нейтрино.

Ранее Наука Mail рассказывала о том, что у Вселенной есть свой музыкальный ритм.