Исследователи взвесили Млечный Путь (он легче, чем ожидалось)

Быстрые радиовсплески (FRB) продолжают интриговать ученых, но новые наблюдения этого странного явления могут помочь астрономам узнать больше о нашей собственной галактической окрестности. В новом исследовании ученые из Калифорнийского технологического института смогли измерить массу Млечного Пути с помощью одного из таких космических событий.

Загадочные FRB

Быстрые радиовсплески (FRB) являются одними из самых энергичных взрывов в космосе. Эти сигналы, которые обычно длятся всего несколько миллисекунд, могут осветить пространство с такой энергией, как 500 миллионов звезд. Тысячи таких сигналов проходят через Вселенную каждый день, и некоторые из них достигают нашей планеты. Откуда они берутся? Мы еще не знаем точно, но новые объекты помогают нам это выяснить.

Одним из таких объектов — обсерваторией Deep Synoptic Array (DSA) — управляют астрономы Калтеха. Это коллекция из 110 радиоантенн, установленных в долине Оуэнс в центральной Калифорнии. Их цель — определить положение на небе каждого наблюдаемого события, чтобы помочь определить его происхождение.

Зондирование большого количества неба означает анализ большого количества данных, поэтому компьютеры в сети обрабатывают около 24 гигабайт в секунду. Однако это стоит усилий. В 2022 году, в течение первого года работы, DSA поможет астрономам обнаружить не менее 30 FRB с точным местоположением. До его ввода в эксплуатацию астрономы отследили только около 20 FRB с 2007 года.

Следует также отметить, что обсерватория все еще растет, на данный момент запланировано только 63 из 110 антенн.

FRB и материя

Тем не менее эти наблюдения не только дают астрономам четкие подсказки о природе FRB, но и раскрывают материю, которая нас окружает. «Оказывается, более 80% барионной материи (то, что можно увидеть, потрогать) невидимо в ближайшей Вселенной«, — говорит Викрам Рави, ведущий автор новой работы. «Эта скрытая материя действительно рассеяна, что затрудняет ее наблюдение нашими телескопами».

Когда радиоволны (особенно от FRB) направляются к нашим антеннам, некоторые частоты задерживаются из-за наличия материи между наблюдателем и точкой происхождения. Недавно астрономы использовали этот принцип для анализа количества материи в Млечном Пути.

Для этого исследователи сосредоточились на FRB 20220319D. Это происходит из галактики под названием IRAS 02044+7048, расположенной на расстоянии около 163 миллионов световых лет от нас. Зная расстояние и направление происхождения всплеска, команда смогла измерить, насколько сильно сигнал рассеялся, прежде чем достигнуть антенн обсерватории. Это позволило им определить, через какое количество материала прошли сигналы во время своего путешествия по космосу.

Галактика «легче», чем ожидалось

На основе этих анализов исследователи смогли определить, что масса окологалактической среды Млечного Пути (гало из пыли и газа, которое окружает нашу Галактику) составляет менее 100 миллиардов солнечных масс. Другими словами, общая масса Млечного Пути составила бы менее 60% от массы средней галактики.

Кроме того, данные показали, что Млечный Путь содержит гораздо меньше «нормальной» материи, чем ожидалось. В то время как большая часть Вселенной состоит примерно на 16% из обычной материи и на 84% из темной, наша будет состоять менее чем на 10% из обычной материи и более чем на 90% из темной, подсчитали они.

Эта неожиданная легкость может быть объяснена извержениями в прошлом нашей галактики. «Эти результаты убедительно подтверждают сценарии, предсказанные моделированием образования галактик, в которых процессы обратной связи изгоняют материю из галактических ореолов«, — говорится в заявлении астронома. Эти процессы «имеют фундаментальное значение для формирования галактик, где материя циклически переносится и изгоняется из галактик«, — добавляет он.