Быстрый радиовсплеск помог пересчитать барионную материю Вселенной

Источник радиовспышки FRB 150418

Изображение: E. F. Keane et al. / Nature, 2016

Международная группа астрономов под руководством Эвана Кина (Square Kilometer Array Organisation, Австралия) впервые «по горячим следам» связала быстрый радиовсплеск с его источником — эллиптической галактикой. Это позволило ученым определить расстояние, которое прошло электромагнитное излучение, и проверить существующую космологическую модель. В частности, авторам удалось «увидеть» недостающую барионную материю. Исследование опубликовано в журнале Nature, кратко о нем сообщает пресс-релиз Общества Макса Планка и сам журнал.

Радиовсплеск зафиксировал 18 апреля 2015 года 64-метровый радиотелескоп в Паркесе, Австралия. Благодаря автоматизированной обработке данных, уже через несколько часов к наблюдениям присоединились другие обсерватории мира, в частности, ATCA (Australian Telescope Compact Array), Эффельсбергская обсерватория (Германия) и Субару (Гавайи). Высокое разрешение данных, полученных ATCA, позволило точно определить координаты источника, а наблюдения в видимом диапазоне указали на эллиптическую галактику, где и родилась вспышка. 

Из спектральных данных телескопа Субару астрономы вычислили красное смещение галактики-источника, что равносильно определению расстояния до нее. Оказалось, что вспышка произошла около шести миллиардов лет назад. На основе красного смещения и данных детектора удалось узнать такие параметры, как мощность и суммарную энергию события. Источник за считанные доли секунды испустил такое же количество энергии, какое вырабатывает Солнце за два дня, мощность же оценивается как, по меньшей мере, в миллиард раз превосходящая солнечную.

Зная спектр вспышки и пройденный путь, астрономы провели независимую проверку современной космологической теории. Авторы из дисперсии сигнала определили вклад ионизированной барионной материи на масштабах расстояний от источника до Земли — около 4,9 ± 1,3 процента всей материи Вселенной. Это хорошо согласуется с данными обзора WMAP и моделью ΛCDM, общепринятой в астрономии, а также решает проблему «потерянной» барионной материи (вся наблюдаемая напрямую барионная материя — около половины от предсказанного количества). По словам независимого эксперта, Дункана Лоримера, это первый пример исследования, который показывает что радиовсплески можно использовать для космологических исследований.


По мнению астрономов, источником наблюдаемой вспышки было слияние двух компактных объектов, например, нейтронных звезд, произошедшее в обнаруженной эллиптической галактике. На это указывают слабые дополнительные радиовсплески, происходившие в течение шести дней с момента фиксации первого события. Однако, такая модель не совместима с ранее предложенными источниками: сверхновыми и пульсарами. Таким образом, по мнению авторов, существует по меньшей мере два типа механизмов возникновения быстрых радиовсплесков.

За все время наблюдений астрономы зафиксировали лишь 17 быстрых радиовсплесков. При этом, основная их часть была найдена при анализе архивных данных с радиотелескопов — спустя месяцы и даже годы после самих вспышек.

Владимир Королёв

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.