3 Minuten
Visatos Nematomos Medžiagos Paieškos su Greitais Radijo Žybsniais
Jau dešimtmečius astrofizikai siekia įminti sudėtingą Visatos paslaptį: beveik pusė įprastos, kitaip vadinamos barioninės, medžiagos atrodė pradingusi. Tačiau naujausi tyrimai reikšmingai priartėjo prie šio klausimo išsprendimo. Sekdami trumpalaikius, tačiau labai intensyvius signalus – greitus radijo žybsnius (angl. Fast Radio Bursts, FRB) – mokslininkai tiksliai nustato, kur Visatoje slepiasi dingusi materija.
Barioninės Medžiagos Stoka Visatoje
Įprasta arba barioninė medžiaga – tai atomai, sudarantys visa, ką matome: žvaigždes, planetas, galaktikas, dulkes, dujas, net juodąsias skyles ir gyvybę. Visgi astronomai pastebėjo, kad išankstiniai skaičiavimai, paremti tokiomis relikvijomis kaip Kosminis Mikrobangų Fonas (likęs po Didžiojo Sprogimo), leidžia tikėtis dvigubai daugiau barioninės materijos nei fiksuojama matomuose objektuose.
Šis neatitikimas – vadinamas „dingusių barionų problema“ – kilo ne dėl abejonių šios materijos egzistavimu, bet dėl nežinomybės, kur ji yra. Harvardo-Smithsonian astrofizikos centro daktaras Liamas Connor sakė: „Senąją 'dingusių barionų problemą' visada kėlė klausimas ne ar materija egzistuoja, bet kur ji? Dabar, dėl FRB tyrimų, žinome – apie tris ketvirtadalius jos dreifuoja tarp galaktikų kosminio tinklo erdvėje.“
Greiti Radijo Žybsniai: Kosminiai Švyturiai Per Tarpgalaktinę Erdvę
Greiti radijo žybsniai yra itin energingos, vos milisekundžių trukmės radijo bangos, aptinkamos iš įvairiausių Visatos krypčių. Nors šis reiškinys atrastas palyginti neseniai, jų kilmė vis dar kelia diskusijų. Dabartiniai modeliai nurodo galimą šaltinį – labai stiprų magnetinį lauką turinčias neutronines žvaigždes, vadinamas magnetarais, tačiau tiksli prigimtis išlieka tiriama.
FRB yra neįkainojami Visatos struktūrai tirti, nes jų signalai, keliaudami per tarpgalaktines jonizuoto vandenilio dujų sritis, – kitaip sakant, nematomą barioninę medžiagą – yra šiek tiek ištempti ir sulėtinti. Matuodami šį signalo vėlavimą iš dešimčių skirtingais atstumais esančių FRB – kai kurie jų keliavo net virš 9 milijardų metų – mokslininkai sugeba praktiškai pasverti peržengtą „materijos rūką“.
Lūžinis Atradimas: Paslėptos Visatos Medžiagos Žemėlapis
Paskutinėje dr. Connor vadovaujamoje studijoje buvo nagrinėjami 60 FRB signalų, ieškant jų sąveikos su barionine materija požymių. Rezultatai visiškai keičia požiūrį: apie 76 proc. Visatos įprastos medžiagos yra tarpgalaktinėje erdvėje – išsidėsčiusi kaip vandenilio dujos. Dar 15 proc. – tamsiosios materijos haluose aplink galaktikas ir jų spiečius. Likusi dalis sudaro pačias žvaigždes, dujas bei dulkes galaktikose.
„FRB veikia kaip kosminiai žibintai“, – pabrėžia dr. Connor. – „Jie skrodžia tarpgalaktinį rūką, ir tiksliai išmatavus, kaip šviesa lėtėja, galime pasverti šį rūką net tada, kai jo tiesiogiai nematome.“
Pasekmės Šiuolaikinei Kosmologijai ir Ateities Tyrimams
Šis atradimas ne tik išsprendė svarbų astrofizikos klausimą, bet ir suteikė mokslininkams galingą įrankį Visatos sandarai ir evoliucijai tirti. Žinodami, kur slypi barioninė medžiaga, astronomai gali geriau suprasti galaktikų formavimosi eigą, kosminių struktūrų raidos dėsnius bei visos Visatos vystymąsi per 13,8 mlrd. metų istoriją.
Kaip sako Caltech mokslininkas dr. Vikramas Ravi: „Tai šiuolaikinės astronomijos triumfas. Pradėjome matyti Visatos sandarą ir sudėtį naujoje šviesoje, ir visa tai – dėl FRB. Šie trumpi žybsniai leidžia mums atsekti anksčiau nematomą materiją tarp galaktikų.“
Ateityje tolesnis FRB stebėjimas ir analizė leis tikslinti kosminio tinklo žemėlapius ir galimai atskleisti naujų žinių apie pačių žybsnių kilmę. Tobulėjant technologijoms ir stebėjimams, FRB išliks vienu pažangiausių kosmologinių tyrimų objektų.
Išvada
Naudojant greitus radijo žybsnius kaip tarpgalaktinius zonduotojus, astronomai išsprendė vieną nuolatinį kosmologijos rebusą – kur dingo Visatos įprasta materija. Šis pasiekimas ne tik atskleidžia tikrąją kosmoso sudėtį, bet ir atveria naujas perspektyvas tyrinėti ankstyvuosius Visatos laikus bei jos nuolatinę kaitą. Kiekvienas naujas radijo žybsnis leidžia žmonijai priartėti prie išsamaus mūsų Visatos paslėptos struktūros suvokimo.
Kommentare