一幅插圖顯示了快速射電爆發(fā)逃離三個(gè)碰撞的星系并傳播到銀河系。(圖片鳴謝:uux.cn/ESO/M. Kornmesser)
（神秘的射電失地球uux.cn）據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)（羅伯特·李）：來(lái)自古老碰撞星系的80億年前的無(wú)線電波快速爆發(fā)，可以幫助天文學(xué)家解開(kāi)我們宇宙中失蹤物質(zhì)的可幫謎團(tuán)。
破紀(jì)錄的助們找到中缺快速射電爆發(fā)(FRB)是有史以來(lái)發(fā)現(xiàn)的最古老和最遠(yuǎn)的例子，表明科學(xué)家可以使用這些發(fā)射來(lái)有效地“稱重”宇宙。宇宙
FRB是物質(zhì)持續(xù)時(shí)間通常只有幾毫秒的無(wú)線電波脈沖，其本身就是破紀(jì)一個(gè)謎，因?yàn)樗鼈兊纳潆娛鹪慈匀皇莻€(gè)謎。但是可幫這個(gè)破紀(jì)錄的例子來(lái)自兩三個(gè)合并的星系，這個(gè)事實(shí)有助于解開(kāi)這個(gè)謎團(tuán)。助們找到中缺
這次爆發(fā)被命名為FRB 20220610A，宇宙是物質(zhì)由澳大利亞平方公里陣列探路者(ASKAP)發(fā)現(xiàn)的，這是破紀(jì)一個(gè)位于澳大利亞西部的射電望遠(yuǎn)鏡陣列。在短短幾毫秒內(nèi)，射電失FRB釋放的可幫能量相當(dāng)于太陽(yáng)30年釋放的能量。
“使用ASKAP的一系列碟形天線，我們能夠精確地確定爆發(fā)來(lái)自哪里，”研究的主要作者和麥考瑞大學(xué)研究員斯圖爾特·賴德在一份聲明中說(shuō)。“然后我們使用位于智利的歐洲南方天文臺(tái)(ESO)甚大望遠(yuǎn)鏡(VLT)來(lái)搜索源星系，發(fā)現(xiàn)它比迄今為止發(fā)現(xiàn)的任何其他FRB源都更古老、更遙遠(yuǎn)，很可能位于一小群合并星系中。”
宇宙缺失的物質(zhì)在哪里？
通過(guò)模擬宇宙，從大爆炸開(kāi)始到現(xiàn)代結(jié)束，科學(xué)家們了解到，今天宇宙中應(yīng)該存在的所有物質(zhì)中有一半實(shí)際上已經(jīng)消失了。不，失蹤的物質(zhì)不是暗物質(zhì)——一種我們看不見(jiàn)的物質(zhì)形式，因?yàn)樗狈εc光的相互作用。它被認(rèn)為是“普通”物質(zhì)，由質(zhì)子和中子組成的原子組成——這些粒子被稱為重子。
幾十年來(lái)，這種失蹤的物質(zhì)一直逃避最大和最復(fù)雜的望遠(yuǎn)鏡的檢測(cè)，但最近，這被追蹤到一些星系之間的巨大空間。然而，問(wèn)題是，這種物質(zhì)分布如此稀疏，相當(dāng)于地球上一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大小的辦公室里不超過(guò)2個(gè)原子。
“如果我們計(jì)算宇宙中正常物質(zhì)的數(shù)量——我們都是由原子組成的——我們會(huì)發(fā)現(xiàn)今天應(yīng)該存在的一半以上都不見(jiàn)了，”團(tuán)隊(duì)成員兼斯威本科技大學(xué)副教授瑞安·香農(nóng)說(shuō)。“我們認(rèn)為缺失的物質(zhì)隱藏在星系之間的空間中，但它可能是如此炎熱和擴(kuò)散，以至于使用正常技術(shù)不可能看到。”
自21世紀(jì)20年代初以來(lái)，科學(xué)家們，包括已故的澳大利亞天文學(xué)家Jean-Pierre 'J-P' Macquart，已經(jīng)開(kāi)始推測(cè)FRB可能被用作“宇宙重量站”來(lái)檢測(cè)這種星云物質(zhì)。
“快速射電爆發(fā)感應(yīng)到這種電離物質(zhì)，”香農(nóng)補(bǔ)充道。“即使在幾乎完全空無(wú)一物的太空中，它們也能‘看到’所有的電子，這讓我們能夠測(cè)量星系之間有多少物質(zhì)。”
這是可能的，因?yàn)槭聦?shí)上，當(dāng)FRB穿越數(shù)百萬(wàn)或數(shù)十億光年時(shí)，它們的輻射被這種丟失的物質(zhì)分散了。這意味著測(cè)量少至6個(gè)FRB的距離可以幫助確定宇宙的密度——這最終可以幫助我們找到失蹤的重子物質(zhì)。
賴德說(shuō):“J-P表明，快速射電爆發(fā)離得越遠(yuǎn)，它揭示的星系之間的氣體擴(kuò)散就越多。”這就是現(xiàn)在所知的麥克夸特關(guān)系。最近的一些快速射電爆發(fā)似乎打破了這種關(guān)系。我們的測(cè)量證實(shí)了麥克夸特關(guān)系適用于超過(guò)一半的已知宇宙。”
目前，大約有50個(gè)FRB被追蹤到它們的來(lái)源，這項(xiàng)研究背后的科學(xué)家認(rèn)為天文學(xué)家應(yīng)該能夠在天空中檢測(cè)到數(shù)千個(gè)FRB，其中許多甚至在更遠(yuǎn)的距離。
到目前為止，ASKAP負(fù)責(zé)確定大約一半追溯到源頭的FRB，它是目前天文學(xué)家完成這項(xiàng)工作的最佳工具。然而，這種情況很快就會(huì)改變，目前世界上最大的兩臺(tái)射電望遠(yuǎn)鏡正在澳大利亞和南美洲建造。當(dāng)這些平方公里陣列(SKA)望遠(yuǎn)鏡上線時(shí)，它們應(yīng)該可以讓天文學(xué)家追蹤比這個(gè)破紀(jì)錄者更遙遠(yuǎn)、更古老的FRB。此外，在未來(lái)，智利北部正在開(kāi)發(fā)的超大型望遠(yuǎn)鏡(ELT)將被用于追蹤探測(cè)到的FRB的來(lái)源。
“雖然我們?nèi)匀徊恢朗鞘裁磳?dǎo)致了這些大規(guī)模的能量爆發(fā)，但這篇論文證實(shí)了快速無(wú)線電爆發(fā)是宇宙中的常見(jiàn)事件，我們將能夠利用它們來(lái)檢測(cè)星系之間的物質(zhì)，并更好地了解宇宙的結(jié)構(gòu)，”香農(nóng)總結(jié)道。
該團(tuán)隊(duì)的研究發(fā)表在10月19日星期四的《科學(xué)》雜志上。

(責(zé)任編輯：時(shí)尚)