فوران های قدرتمند اعماق کیهان به شناسایی ماده پنهان اطراف کهکشان یاری می نمایند - وبلاگ اخبار و رویدادها

به گزارش وبلاگ اخبار و رویدادها، دانشمندان در روشی ابتکاری دریافته اند پالس های رادیویی قدرتمندی که از اعماق کیهان سرچشمه می گیرند، می توانند برای مطالعه هاله های مخفی گازی پیرامون کهکشان ها استفاده شوند.

امواج رادیویی در اصل مانند نوری که با چشمان خود می بینیم، تشعشعات الکترومغناطیسی هستند اما طول موج بلندتر و فرکانس کمتری دارند. فوران های رادیویی سریع (FRB) هم پالس های کوتاه مدت و قدرتمند امواج رادیویی هستند که معمولا از منبعی با فاصله میلیون ها تا میلیاردها سال نوری سرچشمه می گیرند.

اولین فوران رادیویی سریع در سال 2007 کشف شد و از آن موقع تا به امروز صدها مورد دیگر شناسایی شده است. در سال 2020، ابزار آنالیز انتشار رادیویی گذرا نجومی 2 (STARE2) مؤسسه فناوری کالیفرنیا و آزمایش نقشه برداری شدت هیدروژن کانادا (CHIME) کانادا، فوران رادیویی قدرتمندی را شناسایی کردند که در کهکشان راه شیری ما روی داد.

یافته های قبلی به تأیید این نظریه یاری کرد که رویدادهای پرانرژی به احتمال زیاد از ستاره های مرده و مغناطیسی به نام مگنتار (Magnetar) سرچشمه می گیرند.

با افزایش روزافزون تشخیص فوران های رادیویی سریع، دانشمندان اکنون در حال آنالیز چگونگی استفاده از آن ها برای مطالعه گازی هستند که میان ما و انفجارها واقع شده است. به طور خاص، آن ها قصد دارند از این پدیده برای کاوش هاله های گاز پراکنده پیرامون کهکشان ها استفاده نمایند.

انتظار می رود همین طور که پالس های رادیویی به سوی زمین حرکت می نمایند، گازی که کهکشان ها را احاطه نموده، امواج را تضعیف و پراکنده کند.

در مطالعه نوی که ماه گذشته در نشریه نیچر استرونومی (Nature Astronomy) منتشر شد، یک تیم تحقیقاتی نمونه ای از 474 فوران رادیویی سریع دوردست را که به وسیله CHIME شناسایی شده بود، آنالیز کردند. آن ها نشان دادند که زیرمجموعه ای شامل بیست فوران سریع رادیویی که از هاله های کهکشانی گذشته اند، در واقع بیش از فوران های رادیویی سریع غیرمتقاطع، کند شده اند.

لیام کانر (Liam Connor) سرپرست این تیم پژوهشی از مؤسسه فناوری کالیفرنیا گفت: مطالعه ما نشان می دهد که فوران های سریع رادیویی می توانند تمام مواد میان تلسکوپ های رادیویی ما و منبع امواج رادیویی را برانگیخته نمایند.

او اضافه نمود: بدین ترتیب ما از انفجارهای رادیویی سریع به عنوان نور پس زمینه هاله های کهکشان های نزدیک راه شیری و میزان گیری مواد پنهان آن ها استفاده نموده ایم.

این مطالعه بعلاوه بیان می نماید که در اطراف کهکشان ها ماده بیش از حد انتظار یافت شده و میزان آن حدود دو برابر بیشتر از مدل های نظری پیش بینی شده است.

همه کهکشان ها به وسیله هاله بزرگ گازی که از آن ها متولد شده اند، دربر گرفته شده و تغذیه می شوند. هرچند این گاز بسیار رقیق و به سختی قابل تشخیص است اما این مخازن گازی بسیار بزرگ هستند. کانر گفت: اگر چشم انسان بتواند هاله ای کروی را که کهکشان آندرومدا را احاطه نموده است، ببیند، هزار برابر بزرگ تر از ماه به نظر می رسد.

محققان روش های گوناگونی را برای مطالعه این هاله های پنهان توسعه داده اند. برای نمونه، کریستوفر مارتین (Christopher Martin) پروفسور فیزیک دانشگاه کلتک و تیمش، ابزاری را در رصدخانه دبلیو ام کک به نام تصویرگر وب کیهانی کک (KCWI) ساختند که می تواند رشته های گازی را که از هاله ها به کهکشان ها جریان می یابند، کاوش کند.

اکنون این روش نو با استفاده از فوران های رادیویی سریع، به اخترشناسان امکان می دهد تا میزان کل مواد موجود در هاله ها را میزان گیری نمایند. این کار می تواند برای یاری به درک چگونگی رشد و تکامل کهکشان ها در طول زمان استفاده گردد.

به گفته راوی این تازه شروع کار است. او گفت: همین طور که فوران های بیشتری کشف می کنیم، می توان از روش ما برای مطالعه هاله های منفرد با میزان های مختلف و در محیط های مختلف استفاده کرد و به مشکل حل نشده شیوه توزیع ماده در دنیا پرداخت.

انتظار می رود کشف فوران های رادیویی سریع در آینده هم به خوبی ادامه یابد. آرایه سینوپتیک مؤسسه فناوری کالیفرنیا با 110 دیش (DSA-110) تا کنون چندین FRB را به همراه کهکشان های میزبان آن ها شناسایی نموده است. این پروژه با بودجه بنیاد ملی علوم (NSF) اداره می گردد و در رصدخانه رادیویی (Owen Valley Caltech) در نزدیکی بیشاپ، کالیفرنیا قرار گرفته است.

در سال های آینده، پژوهشگران مؤسسه فناوری کالیفرنیا برنامه هایی برای ساخت یک آرایه بزرگ تر به نام DSA-2000 دارند که شامل 2000 دیش رادیوتلسکوپ می گردد و قوی ترین رصدخانه رادیویی ساخته شده خواهد بود. این رصدخانه رادیویی که با بودجه Schmidt Futures و NSF طراحی شده است، می تواند هزاران فوران رادیویی سریع و منبع آن ها را در سال شناسایی کند.

عکس کاور: استفاده از فوران رادیویی سریع به عنوان نور پس زمینه برای مطلعه هاله کهکشان ها

Credit: Charles Carter

منبع: SciTechDaily