Швидкі радіосплески з далекого космосу стали інструментом, здатним розділити космологічні ефекти. Досі астрономи не могли відрізнити їх один від одного. Дорогою до Землі сигнал проходить крізь розріджений газ і зберігає слід того, як розподілена матерія у Всесвіті. Науковці скористались цим, щоб виміряти, наскільки сильно викиди з галактик згладжують нерівномірність цієї картини. Ефект виявився слабшим за очікуваний.
Відбитки на шляху крізь Всесвіт
Швидкі радіосплески (Fast Radio Bursts) лишаються одним з найзагадковіших явищ радіоастрономії. Найімовірнішим їх джерелом вважають магнетари, тобто рештки масивних зір з надпотужними магнітними полями, які обертаються з величезною швидкістю.
Спалах триває мізерні частки секунди, а його шлях розтягується на мільярди світлових років. Дорогою випромінювання проходить крізь щільні хмари газу та пилу в галактиках, і космічний туман змінює його характеристики. У кожному сигналі завдяки цьому закодований відбиток того, скільки звичайної речовини траплялось йому дорогою.
Чому ефекти плутались
Нерівномірність розподілу матерії у великих масштабах залежить від темної матерії, темної енергії та маси нейтрино. На частку звичайних атомів припадає близько 5% енергетичного балансу Всесвіту, решту становлять темна енергія з 68% і темна матерія з 27%.
Проблема в тому, що на ту саму нерівномірність впливає ще один чинник. Енергія, яку надмасивні чорні діри в ядрах галактик віддають у навколишнє середовище, розріджує газ і розкидає речовину на величезні відстані. За словами Вікрама Раві, наслідок такого перемішування виглядає майже так само, як передбачають теорії темної матерії, темної енергії або моделі з масивними нейтрино. Без окремого вимірювання цього внеску ефекти неможливо відрізнити.
Вибірка зі ста сплесків
Матеріалом для роботи стали приблизно сто зафіксованих радіосплесків. Команда Каліфорнійського технологічного інституту (Caltech) вперше застосувала такі дані, щоб напряму оцінити, як викид газу з галактик впливає на структуру речовини в міжгалактичному просторі.
Згладжування справді відбувається, проте воно слабше за попередні оцінки. Кітті Шарма, яка очолила дослідження, наголошує, що радіосплески перетворились на провідний спосіб вивчати розподіл матерії у Всесвіті і здатні підсилити космологічні експерименти з пошуку відповідей про темну енергію та масу нейтрино. Роботу опубліковано 8 вересня в рецензованому журналі Nature Astronomy, як повідомляє Space.com.
Якщо викиди з галактик вирівнюють речовину слабше, ніж вважалось, то решту вирівнювання створює щось інше. Найімовірніший кандидат тут нейтрино, бо саме вони розмивають структуру Всесвіту схожим чином. А отже, оцінку їхньої маси, яку космологи виводять з розподілу речовини, доведеться переглядати. Елізабет Краузе з Аризонського університету зазначає, що результат отримано на вибірці всього в сотню об’єктів і це лише початок.
Десятки тисяч попереду
Радіотелескоп Deep Synoptic Array, який Каліфорнійський технологічний інститут будує в Неваді, має запрацювати у 2029 році. За очікуваннями команди, за його допомогою вдасться зафіксувати десятки тисяч швидких радіосплесків.
Природа самих спалахів при цьому лишається нез’ясованою. Для космологічних вимірювань це не критично, бо значення має не механізм випромінювання, а шлях, який сигнал долає крізь міжгалактичний газ.
