Hızlı radyo patlamalarını kullanarak evrendeki mesafeleri ölçmek

Arada sırada gökyüzünde bir yerlerde parlak bir radyo flaşı oluyor. Birkaç milisaniyeden birkaç saniyeye kadar sürebilir. Biraz rastgele görünüyorlar ve hala ne olduklarından emin değiliz. Biz onlara diyoruz Hızlı radyo patlamaları (FRB'ler). Şu anda önde gelen teori, bunların magnetar olarak bilinen yüksek derecede manyetik nötron yıldızlarından kaynaklandığı yönündedir. gibi gözlemevleriyle Zil sesi Artık çoğunu görebiliyoruz ve bu da gökbilimcilere kozmik genişleme hızını ölçmek için yeni bir yol sunabilir.

Kozmik genişlemenin hızı, yüzde birkaç hassasiyetle ölçebildiğimiz Hubble parametresiyle açıklanıyor. Maalesef farklı ölçüm yöntemlerimiz artık o kadar hassas ki belirsizlikler örtüşmüyor. Değerlerdeki bu tutarsızlığa denir Hubble gerilimi. Yöntemlerimizin çeşitli yeniden değerlendirmeleri sistematik hataları dışladı, bu nedenle gökbilimciler Hubble parametresini ölçmek için yeni bağımsız yollar arıyorlar ve işte bu noktada yeni bir çalışma devreye giriyor.

Makale, hızlı radyo patlamalarının Hubble barometresi olarak kullanımını araştırıyor. Hızlı bir radyo patlamasından gelen ışığın bize ulaşması için galaksiler arası ve yıldızlararası ortamda milyonlarca ışıkyılı kat etmesi gerekiyor. Bu da ışığın frekansının yayılmasına neden olur. Spektral yayılma miktarı şu şekilde bilinir: dağılım ölçümü (DM), DM ne kadar yüksek olursa mesafe de o kadar büyük olur. Yani FRB'lere olan mesafeyi biliyoruz. Ancak kozmik genişlemeyi ölçmek için ikinci bir mesafeyi de ölçmemiz gerekiyor ve burada makale kütleçekimsel merceklemenin kullanılmasını öneriyor.

FRB'nin ışık yolu yıldız gibi büyük bir nesnenin nispeten yakınından geçerse, ışık nesnenin etrafında yerçekimsel olarak merceklenebilir. Lensin görünümünden FRB kaynağına olan göreceli uzaklığı hakkında bir fikrimiz var. FRB ışığı galaksiler arası ortamdan galaksimizdeki daha yoğun yıldızlararası ortama geçtiğinde, sintilasyon olarak bilinen bir parlaklık etkisi oluşur; bu bize biraz geometriyle başka bir mesafe ölçümü verir ve ardından Hubble parametresini hesaplamamıza olanak tanır.

Yazarlar, hesaplamalarına dayanarak FRB'yi tek bir mercekle gözlemlemenin, Hubble parametresini %6'ya varan bir doğrulukla belirlemelerine olanak sağlayacağını tahmin ediyor. 30 veya daha fazla olayla, doğruluklarını belirsizliğin çok küçük bir kısmına kadar artırabilmeleri gerekir. Bu, onu diğer yöntemlerle eşit hale getirecektir. Mevcut ve planlanan FRB teleskopları göz önüne alındığında bu mümkün olmalıdır.

Hubble Titreşimini çözebilmemizin tek yolu bunun gibi yeni gözlem yöntemleridir. Bu gizemi çözebileceğimizi umuyoruz ve belki de bu bize kozmik evrime dair kökten yeni bir anlayışa işaret edecektir.

referans: Tsai, Anna ve diğerleri. “Parıldayan mikro mercekleme: hızlı radyo patlamalarını kullanarak kozmik mesafeleri ölçmek“. arXiv ön baskısı arXiv:2308.10830 (2023).