Nopean radiopurkauksen etäisyys onnistuttiin mittaamaan ensi kerran

Ke, 02/24/2016 - 18:47 Markus Hotakainen
Compact Array Telescope

Tutkijat ovat saaneet ensimmäisen kerran määritettyä niin sanotun nopean radiopurkauksen (Fast Radio Burst eli FRB) etäisyyden. Havainto varmisti purkausten tapahtuvan hyvin etäällä.

Tätä ennen mystisiä radiopurkauksia oli havaittu vuodesta 2007 lähtien vasta 16 kappaletta. Niiden on arveltu olevan kaukaisia ilmiöitä, mutta aiemmin etäisyyttä ei ole onnistuttu mittaamaan. 

Australialaisen CSIROn (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation) radioteleskoopeilla ja japanilaisella Subaru-teleskoopilla tehtyjen havaintojen perusteella FRB 150418 -tunnuksen saanut purkaus tapahtui noin kuuden miljardin valovuoden etäisyydellä. 

FRB 150418 havaittiin viime vuoden huhtikuun 15. päivänä Parkesin radioteleskoopilla. Kaksi tuntia myöhemmin Compact Array Telescope (kuvassa) käännettiin samaan suuntaan. Usean teleskoopin muodostamalla järjestelmällä seurattiin kuuden vuorokauden ajan radiopurkauksen jälkihehkun himmenemistä. Pitkän ajanjakson ansiosta havaintoja pystyttiin tekemään noin tuhat kertaa tarkemmin kuin aikaisemmista purkauksista.

Kun Havaijilla sijaitseva 8,2-metrinen Subaru-teleskooppi suunnattiin samaan kohteeseen, saatiin näkyviin himmeä elliptinen galaksi. Sen punasiirtymän perusteella etäisyydeksi määritettiin noin kuusi miljardia valovuotta.

Galaksi on kehityksessään hyvin pitkällä, joten siinä ei enää synny tähtiä kovin tiuhaan tahtiin. "Odotimme jotain aivan muuta", toteaa Simon Johnston. "Saattaa olla, että purkaus on seurausta esimerkiksi kahden neutronitähden törmäyksestä eikä liity mitenkään tähtien syntyprosesseihin."

Nopeiden radiopurkausten tutkimus saattaa mullistua, kun niitä aletaan etsiä 36 radioteleskoopin muodostamalla ASKAP-järjestelmällä (Australian Square Kilometre Array Pathfinder). "Pääsemme etsimään radiopurkauksia ASKAPilla vielä tämän vuoden kuluessa", Johnston arvioi. "Oletamme löytävämme niitä useita viikossa, mikä muuttaisi tilanteen täysin."

Nopeissa radiopurkauksissa voi vapautua millisekunnissa saman verran energiaa kuin Aurinko säteilee 10 000 vuodessa, mutta niiden syntymekanismista ei ole selvyyttä. Vaikka purkauksia on havaittu vasta vajaat kaksikymmentä, niitä on arvioitu tapahtuvan jopa 10 000 vuorokaudessa eri puolilla taivasta.

Tutkimus osoittaa, että radiopurkauksista tehtäviä havaintoja voidaan käyttää myös maailmankaikkeuden rakenteen selvittämiseen. Niiden avulla voidaan "punnita" universumi eli määrittää tavallisen aineen kokonaismäärä. Sitä arvioidaan olevan vain viisi prosenttia koko maailmankaikkeuden massa- ja energiasisällöstä, mutta siitäkin noin puolet on vielä "hukassa" eli siitä ei voida tehdä suoria havaintoja.  

Tutkimuksesta kerrottiin CSIROn uutissivuilla ja se julkaistaan Nature-tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: CSIRO