Cât cântărește Calea Lactee? Astronomii au fost luați prin surprindere

Impulsuri radio rapide (FRB) misterioase i-au ajutat pe astronomi să afle cât cântărește Calea Lactee. Rezultatul e surprinzător.

De peste un deceniu încoace, așa-numitele impulsuri radio rapide (FRB) i-au nedumerit pe oamenii de știință. Aceste unde radio de durată ultrascurtă au loc toată ziua, dar nimeni nu știe încă ce anume le cauzează.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

Deși FRB-urile încă sunt un mister, noile observații ale acestui fenomen ciudat i-ar putea ajuta de fapt pe astronomi să învețe mai multe despre propriul nostru cartier galactic.

Într-o nouă cercetare prezentată într-o conferință de presă la cea de-a 241-a reuniune a American Astronomical Society, o echipă de astronomi de la Caltech a raportat că a măsurat cât cântărește Calea Lactee folosind FRB și s-a dovedit că galaxia noastră este mai ușoară decât se bănuia înainte.

Impulsurile de unde radio

Astronomii Caltech au construit un observator numit Deep Synoptic Array (DSA), o colecție de 110 antene radio amplasate în Valea Owens din California Centrală, SUA, pe pământurile ancestrale ale tribului Big Pine Paiute, pentru a face măsurători mai precise ale FRB.

Scopul cercetătorilor este să identifice locația de pe cer a fiecărui FRB pe care îl observă, pentru a-i ajuta să-și dea seama de unde provin aceste impulsuri. Această sarcină necesită o rezoluție foarte detaliată, echivalentă cu reperarea unei monede pe suprafața Lunii, scrie Space.com.

De asemenea, antenele trebuie să cerceteze o bucată mare de cer pentru a avea orice speranță de a observa semnalele extrem de scurte. Supravegherea unei bucăți mari de cer înseamnă procesarea multor date, astfel încât computerele antenelor procesează 24 de GB pe secundă. Acest lucru depășește cu mult capacitățile majorității computerelor cu care interacționăm în mod normal. Aceste computere permit echivalentul vizionării a 28.000 de filme pe Netflix, toate în același timp.

Pe termen lung, astronomii speră să construiască un observator FRB și mai avansat, numit DSA-2000, un ansamblu de două mii de antene radio, în deșertul Nevada. Dar chiar și DSA inițial este un instrument puternic pentru observarea FRB-urilor.

Cum i-au ajutat FRB-urile pe astronomi să afle cât cântărește Calea Lactee?

„DSA este acum instrumentul lider mondial în acest scop”, a declarat Vikram Ravi, astronom la Caltech, în timpul conferinței de presă. Doar în 2022, primul său an de operare, DSA-110 i-a ajutat pe astronomi să descopere 30 de FRB-uri cu locații precise, cu mult mai mult decât au reușit 21 de oameni de știință anterior, în anii de când primul FRB a fost detectat în 2007.

Capacitatea de localizare este deosebit de importantă, a spus Ravi. „Dacă ne dăm seama cum sunt mediile FRB-urilor, putem spune ceva despre originile lor”, a spus el.

Și nu numai că aceste observații le oferă astronomilor indicii despre misterul FRB-urilor, ci dezvăluie și materie invizibilă din jurul nostru.

„După cum s-a dovedit, mai mult de 80% din materia barionică, nu materia întunecată, ci materia ca tine și mine, este invizibilă în universul din apropiere”, a spus Ravi.

Această materie ascunsă este foarte răspândită, ceea ce îngreunează munca telescoapelor. (Materia întunecată este substanța misterioasă pe care astronomii nu o pot vedea în mod direct, dar au observat-o prin semnătura gravitațională asupra galaxiilor.)

Pe măsură ce undele radio călătoresc de la galaxii îndepărtate la antenele noastre de pe Pământ, anumite frecvențe ale undelor vor fi întârziate, lucru ce indică cât de multe lucruri există între observator și FRB.

Cât cântărește Calea Lactee?

Datele DSA au arătat că Calea Lactee are mult mai puțină materie regulată decât se așteptau astronomii. În timp ce cea mai mare parte a Universului este alcătuită din aproximativ 16% materie obișnuită și 84% materie întunecată, Calea Lactee este mai puțin de 10% materie obișnuită și peste 90% materie întunecată.

Această greutate mică neașteptată ar putea sugera explozii din trecutul galaxiei noastre. „Aceste rezultate susțin puternic scenariile prezise de simulările de formare a galaxiilor în care procesele de feedback expulzează materia din halourile galaxiilor”, a spus Ravi.

Aceste procese sunt „fundamentale pentru formarea galaxiilor, prin care materia este canalizată și scoasă din galaxii în cicluri”, a adăugat el.

Ce este de așteptat pe viitor?

Acesta este doar primul an de observații cu DSA, care a fost pus în funcțiune în februarie 2022, iar observatorul continuă să crească, doar 63 dintre cele 110 antene fiind implicate în noua cercetare. Așadar, antenele vor spune mult mai multe despre FRB-uri și nu doar cât cântărește Calea Lactee.

Cercetarea a fost acceptată pentru publicare în The Astrophysical Journal și poate fi citită pe serverul de preprint ArXiv.

Vă recomandăm să citiți și:

Astronomii au descoperit un fenomen bizar care are loc în galaxia Triunghiului

NASA a descoperit ce fenomen ar putea alimenta vântul solar

Telescopul Spațial James Webb a confirmat prima sa exoplanetă

O filmare spectaculoasă de la NASA cu Soarele arată 133 de zile din viața stelei noastre