우주에 대한 우리의 이론에는 실종 문제가 있습니다. 그 문제의 절반은 누락되었습니다. 그러나 이제이 '누락 된 바리온 문제'우주론에서 가장 많이 퍼진 퍼즐 중 하나가 해결되었습니다.
우주 전자 레인지 배경 (CMB)에 대한 분석, 전체 우주를 고르게 채우는 '빅뱅'직후에 발생한 사건에서 방사선이 남은 방사선은 물리학 자에게 '정상'또는 바리닉 문제 (행성, 별, 우리의 신체를 형성하는 것들)에게 우주에서 총 물질과 에너지의 약 5%를 차지해야한다고 말합니다.
.문제는 지금 까지이 바리닉 문제의 대략 절반 (본질적으로 우리가 보는 모든 것의 빌딩 블록)이 빠졌다는 것입니다.
호주 천문학 자들은 빠른 라디오 버스트, 신비한 라디오 파 방사선 폭발을 사용하여 깊은 공간을 통해 임의의 방향으로 발생하는 무작위 방향으로 발생했습니다. 이 과정 에서이 발견은 초기 우주의 핵 합성 이론과 빅뱅 직후에 우주가 어떻게 발전했는지에 대한 우리의 개념이 정확하다는 것을 확인하는 데 도움이됩니다.
팀의 결과는 저널 Nature에 발표되었습니다.
내용
- 1 누락 된 바리닉 물질에 대한 2 년간의 사냥
- 2 빠른 라디오 파열은 탐지 방법으로 버스트합니다
- 3 타이밍에 관한 모든 것…
- 4 Askap 로 길을 이끌고 있습니다
- 5 우리는 누락 된 문제가 있다는 것을 알고 있습니다. 이제 우리는‘거기’가 어디에 있는지 알아야합니다
누락 된 바리닉 물질에 대한 2 년 길이의 사냥
지금까지 천문학 자들은 초기 우주의 데이터 분석에서 파생 된 우리 우주의 전체 바리 온스의 매우 정확한 추정치를 사용 하여이 문제를 찾는 데 적어도 20 년을 보냈습니다.
그러나이 기념비적 인 노력에도 불구하고 우주의 모든 문제에 대한 성공적인 인구 조사는 지금까지 수행되지 않았습니다. 현재 최고의 측정은 바리닉 물질의 약 절반에 불과하며 나머지 절반은 효과적으로 누락됩니다.
이 실종 물질을 찾는 데있어 문제는 주로 매우 확산되고 공간이 매우 드물기 때문입니다. Macquart는이 문제를 검색하는 것이 평균 사무실 크기의 방에서 몇 개의 원자를 찾는 것과 비교합니다. 이러한 확산과 10 개의 가스에 존재하는이 문제의 문제점은 빛 자체를 방출하지 않으며 배경 빛이 통과되면 아무도 흡수되지 않는다는 것입니다.
따라서이 실종 문제는 '지문'을 남기지 않으며 모든 실제 목적을 위해 보이지 않습니다. 이것은 전통적인 망원경과 그들과 관련된 기술이 단순히 그러한 확산 문제를 발견하기에 충분히 효과적이지 않다는 것을 의미합니다.
그러므로 천문학 자 팀은 그 문제를 감지하는 또 다른 방법을 찾아야했습니다. 즉,이 문제가 가질 수있는 다른 영향이나 영향을 찾을 수 있습니다. 이것은 빠른 라디오 버스트 (FRB) 현상이 시작되는 곳입니다.
빠른 라디오 파열 감지 방법
첫 번째 빠른 라디오 버스트는 2007 년에 발견되었으며 그 이후로 몇 밀리 초 만 지속되는 무작위 방사선 폭발이 여러 번 기록되었습니다. 여기에는 올해 4 월, 우리 갤럭시 내 첫 번째 FRB의 관찰과 2018 년에 첫 번째 정기적으로 반복되는 FRB (FRB 181112)가 포함됩니다.
그러나 이러한 배출량과 그 원인의 실제 기원은 여전히 알려져 있지 않습니다.
방출에 대한 미스터리에도 불구하고, 연구원들은 여전히 소스를 호스트 갤럭시에 현지화하고 우주의 다른 현상을 측정하기 위해 FRB를 활용하는 방법을 찾았습니다. 작년에 Prochaska 자신은 FRB를 프로브로 사용하여 확산 가스 후광을 조사하기위한 연구의 일부였습니다. 연구원은 Duncan Lorimer와 그의 학생 David Narkevic 13 년 전의 발견에서 FRB가 바라 니닉 문제를 잃어버린 검색에 고용 될 수 있다고 믿었습니다.
탐지를 위해 팀은 FRB의 원점 은하의 분산 측정 및 적색 편이의 두 가지 다른 방법을 활용했습니다. 분산 측정을 통해 연구자들은 FRB의 전파가 느리게 느리기 때문에 발생하는 전자의 수를 계산할 수 있습니다.
반면, 스펙트럼의 분석은 적색 편이를 생성하는데, 이는 효과적으로 FRB의 원점 은하계까지의 거리를 측정합니다. 이 후자의 부분은 연구원들이 FRB가 여행 한 '공간'을 알아야하기 때문에 중요합니다.
타이밍에 관한 것입니다…
FRB는 우주를 가로 질러 여행 할 때 직면 한 모든 원자가 작은 양으로 느려지기 때문에 바리닉 물질에 대한 프로브로 사용될 수 있습니다. 이것은 그들이 여행 라인을 따라 만나는 모든 원자의 흔적을 가지고 다니는 것을 의미합니다. 그 천문학 자조차도 볼 수 없습니다.
FRB가 통과하는 10 개의 가스 구름은 이온화 된 원자로 구성됩니다. 이는 양성자와 전자가 가스에서 자유롭게 분리되어 플로트되었음을 의미합니다.
무선 파 가이 이온화 된 가스를 통과하면 FRB를 구성하는 다른 주파수는 약간 다른 속도로 전파됩니다. 이는 완벽하게 정렬 된 다른 주파수가 FRB가 가스 구름의 다른쪽에 도달 할 때 약간 퍼져 나가게됩니다.
Macquart는이 현상을 빛을 발사 할 때 우리가 보는 바로 정확하게 설명합니다.
타이밍의 분산은 작지만 은하 사이에서 이동하는 광대 한 거리에 쌓여 있으며 분산량은 무선 펄스가 통과 한 이온화 된 물질의 양에 정확히 비례합니다.
따라서 팀이 이러한 FRB를 측정 할 때 주파수가 시간이 지남에 따라 얼마나 번지는 지 계산할 수 있으며, 우리와의 여정에서 그들이 통과 한 양 이온화 된 문제를 드러냅니다. 버스트가 유래 한 기원 은하의 거리가 알려지면 천문학자는 또한 이온화 된 물질의 평균 밀도를 측정하고 이론적 예측에 대해 이것을 점검 할 수 있습니다.
Askap
로 길을 이끌고 있습니다이 방법의 조합에는 망원경과 기술의 조합이 필요했습니다. 그들의 연구를 수행하기 위해 천문학 자 팀은 서호주의 퍼스에서 북쪽으로 약 500 마일 떨어진 36 마일 떨어진 36 개의 12 인치 안테나와 세계에서 가장 강력한 광학 망원경으로 구성된 라디오 망원경 인 CSIRO의 호주 광장 킬로미터 배열 패스 파인더 (ASKAP)로 향했습니다. 그러나 Prochaska는 여기서 분명합니다.“Askap은 길을 이끌었습니다.”
이 팀은 Askap을 사용하여 FRB의 위치를 측정하여 기기가 FRB를 지역화하는 측면에서 가장 중요한 기술이 되었기 때문에 그들이 시작한 은하를 결정했습니다.
Askap은 무선 방출의 번쩍 거리는 버스트를 발견했습니다. 연구원들은 두 가지 주요 정보를 주었고, 이는 두 가지 주요 정보를 주었고, 지구의 버스트와 미국 사이에 얼마나 많은 이온화 된 문제가 있었는지, 버스트가 시작된 은하계를 찾는 곳을 찾을 수있는 곳은 어디로 가야했는지, 이것은 팀에게 핵심적인 이유는 무엇입니까? .
그러나 Askap은 누락 된 Baryon 퍼즐의 2/3 만 해결할 수있었습니다. 다른 망원경은 가장 믿을 수 없을 정도로 먼 길고 희미한이 숙주 은하의 적색 편이를 측정하는 데 사용되었으며,이 측정은 팀이 거리의 추정치와 우주의 확장 속도를 쫓아내는 속도를 제공합니다. FRB 여행 거리가 알려지면 팀은 시야를 따라 모든 원자의 밀도를 계산할 수 있습니다.
우리는 누락 된 문제가 있다는 것을 알고 있습니다. 이제 우리는‘거기’가 어디에 있는지 알아야합니다
이 실종 문제를 '찾는'이라는 아이디어는 오해의 소지가있을 수 있습니다. 팀은 지금이 문제가 있음을 보여줄 수 있지만 아직 어디에 있는지, 어떻게 분포되는지를 정확하게 결정하지는 않았다고 지적합니다.
다음 질문에 대답 할 질문은이 가스가 은하 사이에 원활하게 균등하게 퍼져 있는지 또는 후광과 필라멘트에 수집되었는지 여부입니다.
Prochaska는“천문학 자에게 특히 관심이있는 것은 열린 우주에서 나오는 분획에 비해 은하에 밀접하게 결합 된 재료의 일부를 확인하는 것입니다. 그러나 특히 그 에게이 발견은 20 년의 여정의 끝입니다.
Prochaska는“저는 2000 년에 Carnegie Observatories의 박사후과 로서이 추구를 시작했습니다. “새로운 라디오 실험이 검색에 참여하기 위해 도구를 펼쳤을 때 빠른 라디오 파열이 발견 된 지 10 년이 지난 후, 나는 광학 망원경으로 후속 조치를 수행하기 위해 'Fast and Dornate for FRB Forth-Up'이라는 팀)을 구성했습니다.
“나는 그것이 순조롭게 진행될 것이라고 꿈꾸지 않았다…”
참고 문헌 :Macquart. JP, Prochaska. J. X, McQuinn. M, et al,‘현지화 된 빠른 라디오 버스트에서 우주에있는 바리 온 인구 조사’, Nature, [2020].
