Brzi radijski bljeskovi, kratki i intenzivni signali koji putuju milijardama svjetlosnih godina do Zemlje, mogli bi razriješiti jednu od najvećih zagonetki moderne kozmologije – razlikovanje učinaka tamne tvari od procesa unutar galaksija.
Znanstvenici s Caltecha i Sveučilišta u Arizoni objavili su u časopisu Nature Astronomy studiju koja analizira uzorak od stotinjak FRB-ova i prvi put izravno mjeri utjecaj galaktičkog povratnog djelovanja na raspodjelu materije u svemiru. Ti bljeskovi, koji možda potječu od jako magnetiziranih mrtvih zvijezda zvanih magnetari, prolaze kroz međugalaktički plin i pritom se raspršuju poput svjetlosti kroz prizmu. Što je plin gušći, signal je raspršeniji, što FRB-ove čini izvrsnim alatima za mapiranje obične materije.
Problem s grudanjem materije
Tamna energija, tamna tvar i neutrino – mase koje neutrino ima – svi utječu na to kako se materija u svemiru grudlja. Zato znanstvenici mapiraju to grudanje kako bi dobili uvide u prirodu tih pojava. Problem je u tome što procesi unutar galaksija, poput vjetrova iz supermasivnih crnih rupa ili eksplozija zvijezda, također utječu na glatkoću materije i zamagljuju sliku.
“Proces povratnog djelovanja stanjuje plin oko galaksija i preraspodjeljuje materiju na ogromnim udaljenostima. Izglađuje grudve materije na način koji je zapanjujuće sličan onome što čine masivni neutrini ili što predviđaju teorije tamne energije i tamne tvari”, objašnjava Vikram Ravi, profesor astronomije na Caltechu i koautor studije. “Ako znanstvenici ne mogu neovisno izmjeriti doprinos tog povratnog djelovanja, ne mogu razlučiti te učinke.”
FRB-ovi kao čišći mjerni instrument
Dosadašnja mjerenja oslanjala su se na X-zrake iz teleskopa eROSITA i mikrovalne signale iz Atacama Cosmology Telescopea u Čileu. Nova analiza FRB-ova pokazuje da galaktičko povratno djelovanje doista izglađuje okolnu materiju, ali u manjoj mjeri nego što su ta prethodna mjerenja sugerirala.
“Naša analiza FRB-ova otkriva kako plin izbačen astrofizičkim povratnim djelovanjem potiskuje kozmičku strukturu, pružajući ograničenja usporediva s X-zrakama i mikrovalnim pregledima”, kaže koautorica Elisabeth Krause sa Sveučilišta u Arizoni. “To je nevjerojatno s obzirom na to da smo imali samo stotinjak FRB-ova u uzorku. Ovo je tek početak.”
Postavlja se pitanje koje izvor ne postavlja: ako je već stotinjak bljeskova dovoljno za ovako precizna mjerenja, što će tek donijeti budući teleskopi poput Deep Synoptic Arraya u Nevadi koji bi trebali detektirati tisuće FRB-ova godišnje? Hoće li ta tehnologija konačno razriješiti pitanje mase neutrina, jednu od posljednjih velikih nepoznanica standardnog modela fizike?
Ovo otkriće dolazi u trenutku kada kozmologija prolazi kroz krizu – različite metode mjerenja brzine širenja svemira daju nekonzistentne rezultate. FRB-ovi, kao neovisni tragovi raspodjele materije, mogli bi ponuditi treći put koji će pokazati gdje je greška. Iako su bljeskovi otkriveni tek 2007. godine, već sada pokazuju potencijal da postanu jedan od najvažnijih alata za razumijevanje strukture svemira.