Komunikat prasowy

Astronomowie wykryli najdalszy jak dotąd szybki błysk radiowy

19 października 2023

Międzynarodowy zespół badawczy dostrzegł odległy sygnał kosmicznego promieniowania radiowego trwający krócej niż milisekundę. Ten „szybki błysk radiowy” (ang. fast radio burst, w skrócie FRB) jest najdalszym wykrytym do tej pory. Jego źródło zostało ustalone przez Bardzo Duży Teleskop (VLT) należący do Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO). Okazała się że jest w galaktyce tak odległej, że jej światło potrzebuje ośmiu miliardów lat, aby do nas dotrzeć. Ten szybki błysk radiowy jest także jednym z najbardziej energetycznych spośród kiedykolwiek zaobserwowanych – w małym ułamku sekundy uwolnił energię odpowiadającą całkowitej emisji od Słońca przez ponad 30 lat.

Odkrycie błysku radiowego o nazwie FRB 20220610A zostało dokonane w czerwcu ubiegłego roku przez radioteleskop ASKAP w Australii [1] i wyraźnie pokonało o 50 procent poprzedni rekord odległości będący na koncie grupy badawczej.

„Używając sieci anten ASKAP byliśmy w stanie precyzyjnie ustalić skąd nadszedł rozbłysk” mówi Stuart Ryder, astronom z Macquarie University w Australii, współkierujący badaniami, których wyniki opublikowano dzisiaj w Science. „Następnie wykorzystaliśmy VLT w Chile, aby znaleźć galaktykę macierzystą [2]. Okazało się, że jest starsza i bardziej oddalona niż inne znane źródła FRB. Prawdopodobnie należy do małej grupy łączących się galaktyk.”

Odkrycie potwierdza, że szybkie błyski radiowe FRB mogą być wykorzystywane do mierzenia „brakującej” materii pomiędzy galaktykami, dając nową metodę na „ważenie” Wszechświata.

Aktualne sposoby szacowania masy Wszechświata dają sprzeczne wyniki i stanowią wyzwanie dla modelu standardowego w kosmologii. „Jeśli zsumujemy ilość zwykłej materii we Wszechświecie – atomów, z których jesteśmy zbudowani – okazuje się, że brakuje ponad połowy tego co powinno obecnie istnieć” wskazuje Ryan Shannon, profesor na Swinburne University of Technology w Australii, który współkierował badaniami. „Sądzimy, że brakująca materia skrywa się w przestrzeni pomiędzy galaktykami, ale może być tak gorąca i rozmyta, że niemożliwe jest jej zobaczenie przy pomocy zwykłych metod.”

„Szybkie błyski radiowe wykrywają tę zjonizowaną materię. Nawet w przestrzeni, która jest prawie idealnie pusta, mogą ‘zobaczyć’ wszystkie elektrony, a to pozwala nam zmierzyć ile materii jest pomiędzy galaktykami” tłumaczy Shannon.

Szukanie odległych szybkich błysków radiowych FRB jest kluczowe do dokładnego zmierzenia brakującej materii we Wszechświecie, jak pokazał to nieżyjący już australijski astronom Jean-Pierre (“J-P”) Macquart w 2020 roku. „J-P pokazał, że im dalej znajduje się szybko błysk radiowy, tym więcej rozmytego gazu pomiędzy galaktykami ujawnia. Jest to znane jako ‘związek Macquarta’. Niektóre z najnowszych szybkich błysków radiowych wydają się jednak łamać to powiązanie. Nasze pomiary potwierdzają, że ‘związek Macquarta’ działa na dystansie ponad połowy znanego Wszechświata” mówi Ryder.

„O ile nadal nie wiemy co powoduje te masywne rozbłyski energii, publikacja potwierdza, że szybkie błyski radiowe są powszechnymi zdarzeniami w kosmosie i że będziemy w stanie używać ich do wykrywania materii pomiędzy galaktykami aby lepiej zrozumieć strukturę Wszechświata” mówi Shannon.

Wyniki pokazują granicę, jaka jest obecnie osiągalna teleskopami, ale astronomowie wkrótce będą mieli narzędzia pozwalające na wykrywanie jeszcze starszych i odleglejszych błysków, ustalania ich galaktyk macierzystych i mierzenia brakującej materii we Wszechświecie. Międzynarodowe Square Kilometre Array Observatory (SKAO) buduje dwa radioteleskopy w RPA i Australii, które będą w stanie znaleźć tysiące szybkich błysków radiowych, w tym bardzo odległe, niemożliwe do wykrycia aktualnymi urządzeniami. Ekstremalnie Wielki Teleskop (ELT) o średnicy 39 metrów jest w trakcie budowy przez ESO na chilijskiej pustyni Atakama. Będzie on jednym z niewielu teleskopów zdolnych do badania galaktyk macierzystych położonych jeszcze dalej niż FRB 20220610A.

Uwagi

[1] Teleskop ASKAP należy do CSIRO, australijskiej narodowej agencji naukowej. Znajduje się na terenach Wajarri Yamaji w Australii Zachodniej.

[2] Zespół użył danych uzyskanych przez instrumenty FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph 2 (FORS2), X-shooter oraz High Acuity Wide-field K-band Imager (HAWK-I) na telekopie VLT. Wykorzystano także dane z Keck Observatory na Hawajach (USA).

Więcej informacji

Wyniki badań opisano w artykule pt. „A luminous fast radio burst that probes the Universe at redshift 1”, który ukaże się w Science.

Skład zespołu badawczego: S. D. Ryder (School of Mathematical and Physical Sciences, Macquarie University, Australia [SMPS]; Astrophysics and Space Technologies Research Centre, Macquarie University, Sydney, Australia [ASTRC]), K. W. Bannister (Australia Telescope National Facility, Commonwealth Science and Industrial Research Organisation, Space and Astronomy, Australia [CSIRO]), S. Bhandari (The Netherlands Institute for Radio Astronomy, Holandia; Joint Institute for Very Long Baseline Interferometry in Europe, Holandia), A. T. Deller (Centre for Astrophysics and Supercomputing, Swinburne University of Technology, Australia [CAS]), R. D. Ekers (CSIRO; International Centre for Radio Astronomy Research, Curtin Institute of Radio Astronomy, Curtin University, Australia [ICRAR]), M. Glowacki (ICRAR), A. C. Gordon (Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics, Northwestern University, USA [CIERA]), K. Gourdji (CAS), C. W. James (ICRAR), C. D. Kilpatrick (CIERA; Department of Physics and Astronomy, Northwestern University, USA), W. Lu (Department of Astronomy, University of California, Berkeley, USA; Theoretical Astrophysics Center, University of California, Berkeley, USA), L. Marnoch (SMPS; ASTRC; CSIRO; Australian Research Council Centre of Excellence for All-Sky Astrophysics in 3 Dimensions, Australia), V. A. Moss (CSIRO), J. X. Prochaska (Department of Astronomy and Astrophysics, University of California, Santa Cruz, USA [Santa Cruz]; Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe, Japonia), H. Qiu (SKA Observatory, Jodrell Bank, Wielka Brytania), E. M. Sadler (Sydney Institute for Astronomy, School of Physics, University of Sydney, Australia; CSIRO), S. Simha (Santa Cruz), M. W. Sammons (ICRAR), D. R. Scott (ICRAR), N. Tejos (Instituto de Física, Pontificia Universidad Católica De Valparaíso, Chile) oraz R. M. Shannon (CAS).

Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO) umożliwia naukowcom z całego świata odkrywanie tajemnic Wszechświata z korzyścią dla nas wszystkich. Projektujemy, budujemy i zarządzamy światowej klasy obserwatoriami naziemnymi – których astronomowie używają do odpowiadania na ciekawe pytania i szerzenia fascynacji astronomią – a także promujemy międzynarodową współpracę w astronomii. Ustanowione w 1962 roku jako organizacja międzynarodowa, ESO jest wspierane przez 16 krajów członkowskich (Austria, Belgia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Irlandia, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy), a także Chile jako kraj gospodarz, oraz Australię jako strategicznego partnera. Siedziba ESO, a także jego centrum popularyzacji nauki i planetarium (ESO Supernova) znajdują się w pobliżu Monachium w Niemczech, natomiast chilijska pustynia Atakama – niesamowite miejsce z wyjątkowymi warunkami do obserwacji nieba – jest domem dla naszych teleskopów. ESO zarządza trzema lokalizacjami obserwacyjnymi w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope – Bardzo Duży Teleskop) oraz dwa teleskopy do przeglądów nieba. VISTA pracuje w podczerwieni, VLT Survey Telescope w zakresie widzialnym. W Paranal ESO zarządza także południowym obserwatorium CTA (Cherenkov Telescope Array South) – największym na świecie i najbardziej czułym obserwatorium promieniowania gamma. Wspólnie z międzynarodowymi partnerami ESO zarządza także radioteleskopami APEX i ALMA, które są instrumentami do obserwacji nieba w zakresach milimetrowym i submilimetrowym. Na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, budujemy „największe oko świata na niebo”, czyli Ekstremalnie Wielki Teleskop (Extremely Large Telescope, ELT). Nasza działalność w Chile jest zarządzania z biur ESO w Santiago, gdzie współpracujemy też z chilijskimi partnerami.

Linki

• Publikacja naukowa
• Komunikat prasowy Macquarie University
• Zdjęcia VLT
• Dowiedz się więcej o Ekstremalnie Wielkim Teleskopie (ELT) na dedykowanej witrynie i z pakietu prasowego
• Dla dziennikarzy: zasubskrybuj aby otrzymywać w swoim języku nasze komunikaty z embargo medialnym
• Dla naukowców: jeśli masz ciekawe odkrycie, zgłoś swoje badania

Kontakt

Stuart Ryder
Adjunct Fellow, School of Mathematical and Physical Sciences, Macquarie University
Sydney, Australia
Tel.: +61 419 970834
E-mail: Stuart.Ryder@mq.edu.au

Ryan Shannon
Associate Professor, Swinburne University
Hawthorn, Australia
Tel.: +61 3 9214 5205
E-mail: rshannon@swin.edu.au

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6670
Tel. kom.: +49 151 241 664 00
E-mail: press@eso.org

Krzysztof Czart (press contact Polska)
ESO Science Outreach Network and Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
Email: eson-poland@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych

Jest to tłumaczenie Komunikatu prasowego ESO eso2317