Hızlı Radyo Patlamaları Samanyolu'nun Halesinin Şaşırtıcı Derecede Hafif Olduğunu Gösteriyor

Samanyolu'nu çevreleyen hale, nadir yıldızların yanı sıra gaz da içerir, ancak bu gazı ölçmenin zor olduğu kanıtlanmıştır. Uzak galaksilerden gelen kısa radyo sinyalleri patlamaları ile girişim, gök bilimcilere yeni bir çözüm sunuyor.

Samanyolu'nun halesindeki gaz doğrudan ölçülemeyecek kadar seyrek ve sıcaktır. Ancak, daha uzak mesafelerden bize ulaşan radyasyonla girişir. Toronto Üniversitesi Doktora öğrencisi Amanda Cook ve Profesör Bryan Gaensler, Hızlı Radyo Patlamalarının (FRB'ler) nedenini hala tam olarak anlamasak da, bunların kendine özgü özelliklerinin onları hale gazını ölçmek için mükemmel kıldığını fark etti. Sonuçlar yeni bir çalışmada yayınlandı.

Her FRB, geniş bir radyo frekansı aralığında gerçekleşir, ancak hepsi aynı anda ulaşmaz. Düşük ve yüksek frekanslar arasındaki gecikmenin, yayınlandıkları zamanı yansıtması pek olası değildir. Elektromanyetik radyasyonun, radyo dalgaları da dahil, gazdan geçerken yavaşladığını ve yüksek frekansların düşükten daha fazla yavaşlatıldığını biliyoruz. Gaz ne kadar kalınsa, radyasyon o kadar yavaşlar.

Sonuç olarak, farklı frekanslar arasındaki aralık, radyo dalgalarının geçtiği gaz miktarının bir ölçüsü olarak hizmet eder. Yayılma, dispersiyon veya daha yaygın olarak dağılma olarak bilinir.

Cook, bir açıklamada, "Evreni incelemek için dağılmayı kullanmak, kış boyunca havanın nasıl olduğunu hesaplamak için evinizin ısıtma faturasını kullanmaya benzer." dedi. "Isıtma faturanızın size sert bir kış mı yoksa ılıman bir kış mı olduğunu söylemesi - ancak herhangi bir tarihteki sıcaklığın nasıl olduğunu söylememesi - gibi gördüğümüz dağılma da FRB sinyalinin FRB'den Dünya'ya yolculuğunda karşılaştığı toplam madde miktarını anlamamıza olanak sağlar. Bize bu maddenin yol boyunca nasıl dağıtıldığını söyleyemez."

Karışıklık yaratan faktörler, bir veya iki FRB'ye dayalı ölçümlerin yanıltıcı olabileceği anlamına gelir. Cook ve Gaensler, CHIME geniş açılı radyo teleskobunun şimdi 93'ü (dördü tekrar eden) ihtiyaçlarına uygun olan yüzlerce FRB tespit etmiş olması gerçeğinden yararlandı.

Bununla birlikte, ikili ve ortak yazarları bir sorunla karşılaştı. Radyo dalgalarının geçtiği gazın tamamı Samanyolu'nun halesinde değildir. Bir kısmı neredeyse kesinlikle FRB'nin meydana geldiği galaksidedir. Galaksiler arasında da gaz vardır ve bu çok daha seyrek olsa da, galaksiler arasındaki mesafeler o kadar geniş olabilir ki dağılma uzun bir yolculukta toplanabilir.

Cook'un analojisini genişletirsek, çok daha uzun süren gaz faturalarından tek bir kış ayının ne kadar soğuk olduğunu hesaplamaya çalışmak gibi. Yeterince kişinin farklı tarihlerde başlayan ve biten faturalarını toplayabilirseniz, belki başarabilirsiniz, ancak amaca ulaşmak için bazı gelişmiş istatistiksel analizlere ihtiyacınız olacaktır. Başka bir komplikasyon ise, hale tamamen küresel olmayabilir.

Cook, "Sonuçta düşündüğümüzden çok daha zor oldu." dedi. Bununla birlikte, kullanışlı bir anomaliden yararlandılar. Tekrarlayan bir FRB, M81'in dışındaki küresel bir kümede yer alıyor gibi görünüyor ve bu nedenle muhtemelen kendi galaktik halesinden minimum dağılma yaşıyor ve buraya gelmek için çok fazla yıldızlararası maddeden geçmek zorunda kalmadı.

Yazarlar, ortalama galaktik hale yoğunluğu konusunda kesin bir rakama ulaşamıyorlar, ancak dağılmayı, onu ölçmek için kullanılan garip birimler olan santimetreküp başına 52-111 parsek olarak belirlediler. Bu, diğer teknikler kullanılarak yapılan önceki tahminlerin çoğundan daha düşük.

Cook ve Gaensler, galaksiler arası da dahil olmak üzere FRB'lerin yolculuklarının diğer bölümlerinin dağılmasını - ve dolayısıyla gaz yoğunluğunu - ortaya çıkarma potansiyelini görüyor.

Çalışma The Astrophysical Journal'da açık erişim olarak yayınlandı.

Bu içerik IFLSCIENCE’da yayınlanmıştır.