Odkryto niezwykły szybki błysk radiowy. Podróżował na Ziemię 8 mld lat i pomoże zważyć kosmos

W tym artykule:

1. Co to jest szybki błysk radiowy?
2. Rzadkie błyski radiowe
3. Jak zważyć Wszechświat?
4. Zagadka ciemnej materii

Sygnał, który został opisany w najnowszym numerze prestiżowego czasopisma naukowego „Science”, został zarejestrowany w czerwcu 2022 roku. Międzynarodowy zespół naukowców użył do tego australijskiego radioteleskopu ASKAP. Następnie z pomocą Bardzo Dużego Teleskopu ESO ustalono, że sygnał napłynął z galaktyki odległej od Ziemi aż o 8 mld lat świetlnych. To rekord. Nigdy jeszcze nie udało się wykryć szybkiego błysku radiowego pochodzącego z aż tak dużej odległości.

Jednak sygnał oznaczony FRB 20220610A jest wyjątkowy jeszcze z innych powodów. Trwał bardzo krótko – mniej niż milisekundę, czyli jedną tysięczną sekundy. Był też niezwykle silny. Jego energia odpowiadała energii wytwarzanej przez Słońce w ciągu trzydziestu lat.

Jakby tego było mało, naukowcy są zdania, że ten błysk może pomóc nam rozwiązać jedną z zagadek Wszechświata. Mianowicie – może przyczynić się do ustalenia, jaka jest masa całej zwykłej materii, znajdującej się w kosmosie.

Co to jest szybki błysk radiowy?

Szybkie błyski radiowe (ang. fast radio burst, FRB) po raz pierwszy odkryto zaledwie w 2007 r. To bardzo silne i bardzo krótkie sygnały radiowe, napływające z dalekiego kosmosu. Intrygują naukowców, ponieważ nie jest wcale pewne, co jest ich źródłem. Najczęściej wskazuje się na gwiazdy neutronowe oraz czarne dziury.

Tak może być również w przypadku wykrytego właśnie FRB 20220610A. – Według najlepszej obecnie teorii szybkie błyski radiowe emitują magnetary, czyli gwiazdy neutronowe mające pole magnetyczne miliardy razy silniejsze od ziemskiego – tłumaczy mi w mailu Stuart Ryder, astronom z australijskiego Macquarie University i współautor pracy z „Science”.

– Gwiazdy neutronowe to jądra masywnych gwiazd pozostałe po supernowej, które przeszły kolaps grawitacyjny. Znaleźliśmy FRB w galaktyce, która właśnie łączy się z innymi. To powoduje, że powstaje tam dużo nowych gwiazd i jest więcej supernowych, co pozostaje w zgodzie z powyższą teorią – dodaje badacz.

Rzadkie błyski radiowe

Sygnał, który biegł na Ziemię aż 8 mld lat, udało się zarejestrować tylko raz. To charakterystyczna cecha szybkich błysków radiowych, które rzadko kiedy udaje się uchwycić ponownie. Najczęściej pojawiają się nieregularnie. Wysyłające je źródło pozostaje tygodniami lub miesiącami nieaktywne, a później nagle emituje serię nieregularnych, szybkich błysków.

Nie do końca wiadomo, dlaczego tak się dzieje. – Znajdujemy FRB dopiero od około 15 lat. A więc może być też tak, że wszystkie szybkie błyski w końcu pojawią się ponownie. Jeśli tylko będziemy patrzeć we właściwie miejsce we właściwym czasie – zauważa Ryder.

Jak zważyć Wszechświat?

Naukowcy mają nadzieję, że odkrycie FRB 20220610A może pomóc wyjaśnić jedną z tajemnic kosmosu. Mianowicie może pomóc określić jego całkowitą masę. Ujmującą nie tylko gwiazdy i planety, ale i materię znajdującą się między nimi.

– Większość ludzi zakłada, że przestrzeń kosmiczna między galaktykami jest pusta – wyjaśnia Stuart Ryder. – Jednak astronomowie wiedzą od dawna, że nie jest to idealna próżnia, ponieważ może zawierać niewielkie ilości gazu, pyłu i cząstek takich jak elektrony, które zostały „zdarte” z atomów np. przez wysoką temperaturę. I choć istnieje wiele sposobów zmierzenia, ile w kosmosie jest pyłu albo gazu atomowego i molekularnego, to te elektrony są tak bardzo rozproszone, że ich sygnał się rozmywa. Na szczęście szybki błysk radiowy niesie ze sobą informację – imprint – o każdym wolnym elektronie, jaki napotkał w drodze ze źródła do nas – tłumaczy astronom.

To właśnie może pomóc „doszacować” brakującą masę Wszechświata. Znając dystans dzielący nad od źródła szybkiego błysku radiowego, można określić gęstość materii na jego drodze do nas. – Okazuje się, że gęstość ta nie jest taka sama we wszystkich kierunkach. Wszechświat jest „grudkowaty” – opowiada Ryder. – Galaktyki i gaz między nimi tworzą włókna otaczające mniej gęstą przestrzeń kosmiczną. Nazywamy to siecią kosmiczną i zaczynamy używać błysków FRB to stworzenia trójwymiarowej mapy tej sieci. Trochę na tej samej zasadzie, na jakiej w medycynie używa się obrazowania, by zmapować wnętrze ludzkiego ciała.

Zagadka ciemnej materii

Co ciekawe, w przyszłości dzięki FRB możemy dowiedzieć się również czegoś o tajemniczej ciemnej materii. – Gdybyśmy odkryli dwa identyczne szybkie błyski radiowe, które dotrą do nas w zbliżonym czasie i z podobnego miejsca, możliwe byłoby, że jeden z nich został ugięty/soczewkowany przez ciemną materię, tak by powstały dwa oddzielne obrazy – tłumaczy Stuart Ryder. – Tak więc szybkie błyski radiowe są obiecujące jako próbniki ciemnej materii. Ale być może nauczymy się je wykorzystywać do tego dopiero w przyszłości – dodaje astronom.

Źródła: Phys.org, Science.

Nasz ekspert

Magdalena Salik

Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com