انفجارهای سریع رادیویی می‌تواند راز انبساط جهان را فاش کند

به گزارش تیتر داغ؛  اخترشناسان برای حدود یک قرن در مورد میزان انبساط جهان بحث کرده‌اند. یک روش مستقل جدید برای اندازه گیری این میزان می‌تواند به رای گیری تعیین کننده در این زمینه کمک کند.

برای اولین بار اخترشناسان ثابت هابل، سرعت گسترش جهان را از مشاهدات تابش‌های کیهانی موسوم به انفجار‌های سریع رادیویی یا FRB محاسبه کردند. محققان در تاریخ ۱۲ آوریل گزارش دادند در حالی که نتایج مقدماتی است و عدم قطعیت بسیار است، این روش می‌تواند به ابزاری قدرتمند برای محاسبه ثابت هابل تبدیل شود. در نهایت اگر بتوان از عدم قطعیت در روش جدید کاست، می‌توان به حل بحث طولانی مدت کمک کند که درک ما از فیزیک، جهان را متعادل نگه می‌دارد.

سیمون بیرر، ستاره شناس دانشگاه استنفورد می‌گوید: من در آینده تحقق وعده‌های بزرگی به ویژه با افزایش تعداد FRB‌های مکرر شناسایی شده را می‌بینم.

ستاره شناسان معمولا ثابت هابل را از دو طریق اندازه می‌گیرند؛ یا از طریق زمینه مایکروویو کیهانی، نوری که اندکی پس از انفجار بزرگ در جهان دوردست منتشر می‌شود، و یا از طریق ابرنواختر‌ها و ستاره‌های دیگر در جهان نزدیک، این کار را انجام می‌دهند. این رویکرد‌ها در حال حاضر چند درصد با روش جدید مخالف است. مقدار جدید از FRB با سرعت انبساط حدود ۶۲.۳ کیلومتر بر ثانیه برای هر مگاپارسک (حدود ۳.۳ میلیون سال نوری) به دست می‌آید. گرچه کمتر از سایر روش‌هاست، اما به طور آزمایشی به مقدار حاصل از زمینه مایکروویو کیهانی یا CMB نزدیکتر است.

استفن هاگستوتز، ستاره شناس دانشگاه استکهلم می‌گوید: داده‌های ما کمی بیشتر با جنبه CMB در مقایسه با سمت ابرنواختر موافق است، اما نوار خطا واقعا بزرگ است، بنابراین در واقع نمی‌توان چیزی گفت. با این وجود او می‌گوید: من فکر می‌کنم انفجار‌های سریع رادیو می‌توانند به اندازه سایر روش‌ها دقیق باشند.

هیچ کس به طور دقیق نمی‌داند چه چیزی باعث ایجاد FRB می‌شود، اگرچه فوران ستاره‌های بسیار مغناطیسی نوترون یک دلیل ممکن است؛ طی چند میلی ثانیه که FRB‌ها امواج رادیویی را منفجر می‌کنند، شدت روشنایی آن‌ها باعث می‌شود تا آن‌ها در فواصل بزرگ کیهانی قابل مشاهده باشند و به منجمان راهی برای کاوش در فضای بین کهکشان‌ها ارائه می‌دهد.

هنگامی که یک سیگنال FRB از طریق کهکشان‌های جدا کننده غبار و گاز عبور می‌کند، به روشی قابل پیش بینی پراکنده می‌شود که باعث می‌شود برخی فرکانس‌ها کمی دیرتر از سایرین برسند. هرچه FRB دورتر باشد، سیگنال بیشتر پراکنده می‌شود. هاگستوتز و همکارانش با استفاده از اندازه گیری‌های این پراکندگی، فاصله‌ها را تا ۹ FRB تخمین زدند. با مقایسه این فواصل با سرعتی که کهکشان‌های میزبان FRB از زمین دور می‌شوند، تیم، ثابت هابل را محاسبه کردند.

بزرگترین خطا در روش جدید ناشی از عدم اطلاع دقیق از نحوه پراکندگی سیگنال FRB هنگام خروج از کهکشان قبل از ورود به فضای بین کهکشانی است، جایی که محتوای گاز و گرد و غبار بهتر درک می‌شود. با چند صد FRB، تیم تخمین می‌زند که می‌تواند عدم قطعیت را کاهش داده و با دقت روش‌های دیگر مانند ابرنواختر مطابقت داشته باشد.

بیرر می‌گوید: این اولین اندازه گیری است، بنابراین خیلی تعجب آور نیست که نتایج فعلی به اندازه سایر کاوشگر‌های بالغ‌تر محدود کننده نباشد.

اطلاعات جدید FRB ممکن است به زودی ارائه شود. بسیاری از رصدخانه‌های رادیویی آنلاین در حال ورود هستند و نظرسنجی‌های بزرگتر، مانند موارد پیشنهادی برای آرایه کیلومتر مربع، می‌تواند هر شب ده‌ها تا هزار FRB کشف کند. هاگستوتز انتظار دارد FRB‌های کافی با برآورد مسافت طی یک یا دو سال آینده برای تعیین دقیق ثابت هابل وجود داشته باشد. چنین داده‌های FRB همچنین می‌تواند به منجمان کمک کند تا بفهمند چه عواملی باعث بروز این طغیان‌های روشن شده است.