Evrenin uçsuz bucaksız genişliklerinde, yıldızları, gezegenleri ve bizi oluşturan sıradan madde, uzun zamandır astronomların kafasını karıştırmaktaydı. Büyük Patlama'ya dayanan teorik hesaplamalar belirli bir miktarda baryon (proton ve nötron) öngörüyordu. Ancak teleskoplarla yapılan gözlemlerde bu maddenin önemli bir kısmı sanki ortadan kaybolmuştu. Nerede saklanıyordu? Cevap, gizemli ve güçlü radyo patlamaları - hızlı radyo patlamaları veya FRB'ler sayesinde geldi.
Researchers used nearly 3,000 radio bursts to trace invisible plasma around galaxies and found that gas extended much farther than expected — reshaping our picture of how the universe’s “missing” matter is dispersed. Read the paper in @physrevlett: go.aps.org/4fvrutf
Milisaniyeler süren bu kısa, parlak radyo emisyonu darbeleri, uzak galaksilerde meydana gelir. Milyarlarca ışık yılı yol kat ederek, seyrek plazma - iyonize gaz - içinden geçerler. Yolda, sinyaller dağılır: daha düşük frekanslar daha fazla gecikir, daha yüksek frekanslara göre. Yoldaki serbest elektron sayısı ne kadar fazlaysa, 'yayılma' o kadar güçlü olur. Bu etki, görünmez maddeyi 'tartmak' için mükemmel bir araç haline geldi.
MIT, McGill ve diğer enstitülerden bilim insanlarının da dahil olduğu uluslararası CHIME/FRB işbirliği, CHIME teleskobunun ikinci kataloğundan neredeyse 3000 kadar bu tür patlamayı analiz etti. Dağılım verilerini, DESI Legacy Imaging Survey'den elde edilen milyonlarca galaksinin konumlarıyla karşılaştırdılar. Physical Review Letters'da yayınlanan sonuçlar etkileyiciydi.
"Kayıp" baryonların sadece galaksilerarası ortamda (IGM) değil, aynı zamanda galaksilerin kendilerinin etrafındaki geniş, seyrek bulutlarda - sözde sirkümgalakti-k ortamda (CGM) - yoğunlaştığı ortaya çıktı. Gaz, beklenenden çok daha uzağa yayılıyor: galaksilerden yaklaşık 4 milyon ışık yılına kadar, bu da tipik bir galaksinin boyutunun onlarca katıdır. Galaksilerin daha fazla olduğu yerlerde, etraflarındaki madde de daha fazladır. Bu, galaksilerin süper-kütleli kara deliklerin jetleri ve süpernova patlamaları gibi süreçler yoluyla aktif olarak gazı dışarı attığını gösteriyor.
Şöyle düşünün: bir galaksi kapalı bir sistem değil, çevreleyen uzaya madde fışkırtan bir çeşmedir. Önceden simülasyonlar daha kompakt bir dağılım öngörüyordu, ancak gerçeklik farklıydı - gaz devasa 'kabartılmış' bulutlar oluşturuyor. Bu, galaksi evrimi ve genel olarak kozmik ağ hakkındaki anlayışımızı değiştiriyor.
Bu çalışma sadece eksik baryonlar gizemini çözmekle kalmıyor, aynı zamanda yeni bir yöntemin gücünü de gösteriyor. FRB'ler, evrenin görünmez bölgelerini aydınlatan kozmik sondalar olarak hizmet ediyor. Tespit edilen patlamaların sayısı arttıkça (ve günde binlercesi var), astronomlar maddenin dağılımını daha doğru bir şekilde haritalandırabilecek ve kozmosun büyük ölçekli yapısının oluşum modellerini test edebilecekler.
Bu araştırma, FRB'ler gibi beklenmedik olayların bir gizemden güçlü bir araca nasıl dönüştüğünün parlak bir örneğidir. Bu milisaniyelik patlamalarda daha neler gizli olduğu, gelecekteki gözlemlerle ortaya çıkacak. Kozmos, bir radyo patlaması sonra bir tane daha olmak üzere sırlarını yavaş yavaş açığa çıkarıyor.
