Una rápida explosión de ondas de radio de 8 mil millones de años de antigüedad, provenientes de antiguas galaxias en colisión, podría ayudar a los astrónomos a resolver el misterio de la materia faltante en nuestro universo.
La Fast Radio Burst (FRB), que batió récords y es el ejemplo más antiguo y distante de su tipo jamás detectado, demuestra que los científicos pueden utilizar estas emisiones para “pesar” eficazmente el universo.
FRB Son pulsos de ondas de radio que a menudo duran apenas milisegundos y son un enigma en sí mismos porque sus orígenes siguen siendo un misterio. Pero el hecho de que este ejemplo récord provenga de un grupo de dos o tres galaxias en fusión podría ayudar a aclarar ese misterio.
La explosión, denominada FRB 20220610A, fue detectada por el Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP), un conjunto de radiotelescopios ubicados en Australia Occidental. En sólo milisegundos, el FRB pareció liberar tanta energía como el sol sale en 30 años.
“Usando la variedad de platos de ASKAP, pudimos determinar con precisión de dónde vino la explosión”, dijo el autor principal de la investigación e investigador de la Universidad Macquarie, Stuart Ryder. dijo en un comunicado. “Luego utilizamos el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO) en Chile para buscar la galaxia fuente y descubrimos que era más antigua y más lejana que cualquier otra fuente FRB encontrada hasta la fecha, y probablemente dentro de un pequeño grupo de fusionando galaxias.”
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¿Dónde está la materia que falta en el universo?
Al simular el universo, desde el Big Bang hasta los tiempos modernos, los científicos han aprendido que la mitad de toda la materia que debería estar presente en el universo hoy en día efectivamente falta. Y no, lo que falta no es materia oscura— una forma de materia invisible para nosotros debido a su falta de interacción con la luz. Se cree que es materia “ordinaria”, compuesta de átomos que se componen de protones y neutrones – partículas llamadas bariones.
Durante décadas, esta materia perdida ha eludido la detección con los telescopios más grandes y sofisticados, pero recientemente, se ha atribuido su origen a un vasto vacío de espacio entre algunas galaxias. El problema, sin embargo, es que esta materia está tan dispersamente distribuida que equivale a no más de 2 átomos en una oficina de tamaño estándar aquí en adelante. Tierra.
“Si contamos la cantidad de materia normal en el universo (los átomos de los que estamos hechos) encontramos que falta más de la mitad de lo que debería estar allí hoy”, dijo Ryan Shannon, miembro del equipo y profesor asociado de la Universidad Tecnológica de Swinburne. dicho. “Creemos que la materia faltante se esconde en el espacio entre galaxias, pero puede que sea tan caliente y difusa que sea imposible verla usando técnicas normales”.
Desde principios de la década de 2020, los científicos, incluido el fallecido astrónomo australiano Jean-Pierre ‘JP’ Macquart, han comenzado a especular que los FRB podrían usarse como “estaciones de peso cósmico” para detectar esta materia nebulosa.
“Las ráfagas de radio rápidas detectan este material ionizado”, añadió Shannon. “Incluso en el espacio que está casi perfectamente vacío, pueden ‘ver’ todos los electronesy eso nos permite medir cuánta materia hay entre las galaxias”.
Esto es posible debido al hecho de que, a medida que los FRB viajan a través de millones o miles de millones de años luz, su radiación es dispersada por esta materia faltante. Eso significa que medir las distancias hasta tan solo seis FRB podría ayudar a determinar la densidad del universo y, en última instancia, esto podría ayudarnos a localizar la materia bariónica que falta.
“JP demostró que cuanto más lejos está una ráfaga de radio rápida, más gas difuso revela entre las galaxias”, dijo Ryder. “Esto ahora se conoce como la relación Macquart. Algunas ráfagas de radio rápidas recientes parecieron romper esta relación. Nuestras mediciones confirman que la relación Macquart se extiende más allá de la mitad del universo conocido”.
Por el momento, se han rastreado alrededor de 50 FRB hasta sus fuentes, y los científicos detrás de esta investigación sugieren que los astrónomos deberían poder detectar miles de ellos en el cielo, muchos de ellos a distancias aún mayores.
ASKAP es responsable de localizar aproximadamente la mitad de los FRB rastreados hasta la fuente hasta el momento, y actualmente es la mejor herramienta que tienen los astrónomos para hacerlo. Sin embargo, esto pronto cambiará con los que serán los dos radiotelescopios más grandes del mundo, actualmente en construcción en Australia y América del Sur. Cuando estos telescopios Square Kilometer Array (SKA) entren en funcionamiento, deberían permitir a los astrónomos rastrear FRB más distantes y, por lo tanto, más antiguos que incluso este récord. Además, en el futuro, el Telescopio Extremadamente Grande (ELT) que se está desarrollando actualmente en el norte de Chile se utilizará para localizar la fuente de los FRB detectados.
“Aunque todavía no sabemos qué causa estas explosiones masivas de energía, el artículo confirma que las explosiones rápidas de radio son eventos comunes en el cosmos y que podremos utilizarlas para detectar materia entre galaxias y comprender mejor la estructura de las galaxias. universo”, concluyó Shannon.
La investigación del equipo fue publicada en la revista ciencia el jueves 19 de octubre.