Lehdistötiedote

Tähtitieteilijät ovat havainneet toistaiseksi kaukaisimman nopean radiopurkauksen

19. lokakuuta 2023, Turku

Kansainvälinen tähtitietelijöiden ryhmä on havainnut alle millisekunnin kestäneen kosmisen radiopurkauksen. Tämä nopea radiopurkaus "fast radio burst (FRB)" on kaukaisin koskaan havaittu purkaus. Euroopan eteläisen observatorion (ESO) Very Large Telescope, eli VLT-teleskooppi paikallisti purkauksen lähteeksi niin kaukaisen galaksin, että valolta on kestänyt kahdeksan miljardia vuotta saavuttaa meidät. FRB on myös yksi energisimmistä koskaan havaituista. Purkauksessa vapautui sekunnin murto-osassa auringon 30 vuoden kokonaissäteilyä vastaava määrä.

Australiassa sijaitseva ASKAP-radioteleskooppi [1] havaitsi viime vuoden kesäkuussa FRB 20220610A-nimisen purkauksen, ja se rikkoi ryhmän aikaisemman etäisyysennätyksen 50:llä prosentilla.

"ASKAPin teleskooppiverkoston avulla pystyimme määrittämään tarkasti, mistä purkaus tuli", sanoi Stuart Ryder, tähtitieteilijä Macquarien yliopistosta Australiasta ja tänään Science-lehdessä julkaistun tutkimuksen toinen pääkirjoittaja. "Sitten käytimme ESO:n VLT:tä Chilessä etsiessämme purkauksen lähdegalaksia, [2] ja havaitsimme sen olevan vanhempi ja kauempana kuin mikään muu tähän mennessä löydetty FRB-lähde. Kohde on todennäköisesti pienessä sulautuvien galaksien ryhmässä".

Löytö vahvistaa, että FRB:n avulla voidaan mitata galaksien välistä "puuttuvaa" ainetta, mikä mahdollistaa uuden tavan maailmankaikkeuden "punnitsemiseksi".

Nykyiset menetelmät maailmankaikkeuden massan arvioimiseksi antavat ristiriitaisia vastauksia ja haastavat kosmologian standardimallin. "Jos laskemme maailmankaikkeuden tavallisen aineen määrän, eli ne atomit, joista me kaikki koostumme, niin huomaamme, että yli puolet siitä, mitä pitäisi olla, puuttuu", sanoi australialaisen Swinburnen teknillisen yliopiston professori Ryan Shannon, joka oli myös mukana vetämässä tutkimusta. "Uskomme, että puuttuva aine on piilossa galaksien välisessä avaruudessa, mutta se saattaa olla niin kuumaa ja hajallaan, ettei sitä voi tavallisilla menetelmillä nähdä".

"Nopeat radiopurkaukset aistivat tämän ionisoituneen aineen. Jopa lähes täysin tyhjässä avaruudessa ne 'näkevät' kaikki elektronit, ja sen avulla voimme mitata, kuinka paljon ainetta galaksien välissä on", Shannon sanoi.

Kaukaisten FRB:iden löytäminen on avainasemassa, kun halutaan mitata tarkasti maailmankaikkeuden puuttuvaa ainetta, kuten edesmennyt australialainen tähtitieteilijä Jean-Pierre ("J-P") Macquart osoitti vuonna 2020. "J-P osoitti, että mitä kauempana nopea radiopurkaus on, sitä enemmän diffuusia kaasua se paljastaa galaksien välistä. Tämä tunnetaan nykyään Macquartin suhteena. Jotkin viimeaikaiset nopeat radiopurkaukset näyttivät rikkovan tätä suhdetta. Mittauksemme vahvistavat, että Macquartin suhde pätee yli puoleen väliin tunnetusta maailmankaikkeudesta", Ryder sanoi.

"Vaikka emme vieläkään tiedä, mistä nämä massiiviset energiapurkaukset johtuvat, julkaisu vahvistaa, että nopeat radiopurkaukset ovat maailmankaikkeudessa yleisiä tapahtumia, ja että voimme käyttää niitä havaitaksemme galaksien välistä materiaa, ja siten ymmärtää paremmin maailmankaikkeuden rakennetta", Shannon sanoi.

Havainto on osoitus siitä, mitä nykyisillä teleskoopeilla voidaan saavuttaa. Tähtitieteilijöillä on kuitenkin pian laitteita vielä vanhempien ja kaukaisempien purkausten havaitsemiseksi, sekä niiden lähdegalaksien löytämiseksi, ja maailmankaikkeuden puuttuvan aineen mittaamiseksi. Kansainvälinen Square Kilometre Array-organisaatio rakentaa parhaillaan Etelä-Afrikkaan ja Australiaan kahta radioteleskooppia, joilla pystytään löytämään tuhansia FRB:itä. Nämä sisältävät myös hyvin kaukaisia purkauksia, jotka ovat nykyisten laitteiden tavoittamattomissa. Chilen Atacaman autiomaahan rakennetaan parhaillaan ESO:n Erittäin suurta kaukoputkea, josta tulee 39-metrinen teleskooppi. Se on yksi harvoista teleskoopeista, joilla voidaan tutkia FRB 20220610A:ta kauempana sijaitsevien purkausten lähdegalakseja.

Lisähuomiot

[1] ASKAP-teleskoopin omistaa ja sitä operoi Australian kansallinen tiedevirasto CSIRO Länsi-Australiassa Wajarri Yamaji Country -alueella.

[2] Tutkimusryhmä käytti ESO:n VLT:n FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph 2, eli FORS2-instrumentilla, X-shooterilla ja High Acuity Wide-field K-band Imagerilla (HAWK-I) otettua dataa. Tutkimuksessa käytettiin myös Havaijilla Yhdysvalloissa sijaitsevalta Keck-observatoriolta otettua dataa.

Lisätietoa

Tämä tutkimus on esitelty artikkelissa “A luminous fast radio burst that probes the Universe at redshift 1”, joka julkaistaan Science-lehdessä.

Tutkimuksessa mukana ovat olleet seuraavat tahot: 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, Alankomaat; Joint Institute for Very Long Baseline Interferometry in Europe, Alankomaat), 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, Yhdysvallat [CIERA]), K. Gourdji (CAS), C. W. James (ICRAR), C. D. Kilpatrick (CIERA; Department of Physics and Astronomy, Northwestern University, Yhdysvallat), W. Lu (Department of Astronomy, University of California, Berkeley, Yhdysvallat; Theoretical Astrophysics Center, University of California, Berkeley, Yhdysvallat), 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, Yhdysvallat [Santa Cruz]; Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe, Japani), H. Qiu (SKA Observatory, Jodrell Bank, Yhdistynyt kuningaskunta), 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) ja R. M. Shannon (CAS).

Linkit

• Tutkimusartikkeli
• Macquarien yliopiston lehdistötiedote
• VLT:n kuvia
• Lue lisää ESO:n Erittäin suuresta teleskoopista omalta verkkosvulta ja tutustu lehdistötiedotteeseen
• Median edustaja: Tilaa uutiskirje saadaksesi julkaisusulun alaiset uutiset omalla kielelläsi
• Tukija, onko sinulla kerrottavaa? Pitchaa oma tutkimuksesi!

Yhteystiedot

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

Ryan Shannon
Associate Professor, Swinburne University
Hawthorn, Australia
Puh.: +61 3 9214 5205
Sähköposti: rshannon@swin.edu.au

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6670
Matkapuhelin: +49 151 241 664 00
Sähköposti: press@eso.org

Pasi Nurmi (Lehdistön yhteyshenkilö Suomi)
ESO Science Outreach Network ja University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Sähköposti: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media