Наблюдать за вселенной становится все сложнее — многие ее части остаются в тени для наших самых совершенных телескопов. Газ и пыль не излучают свет, их можно увидеть только по тому, как они блокируют свет звезд и галактик. Магнитные поля наблюдать еще труднее, так как обычный свет проходит сквозь них без искажений. Однако недавние исследования команды ученых во главе с Манишей Калеб из Университета Сиднея предлагают новую стратегию, которая может изменить наш подход к изучению таких скрытых областей. Ключевым инструментом в этом станет квадратный километр массива (Square Kilometre Array, SKA) — мощнейший радиотелескоп, который в ближайшие годы начнет свою работу.
SKA ИСКУСНЫЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ФАСТ РАДИО ВЗРЫВОВ
Одним из способов использования SKA станет наблюдение за фаст радиовзрывами (Fast Radio Bursts, FRBs) — кратковременными высокоэнергетическими всплесками из космоса. Эти явления могут служить идеальным «космическим фонарем», освещая труднодоступные области вселенной. Следует отметить, что SKA не будет основным инструментом для обнаружения FRBs — эту роль, скорее всего, займет широкий массив, такой как DSA-2000 в Неваде или CHIME в Канаде, которые ожидают зафиксировать до 10 000 FRBs в год. Однако SKA выиграет в чувствительности, позволяя обнаруживать более слабые всплески, а также будет работать на крайне низких частотах, ранее недоступных для наблюдения.
КЛЮЧЕВЫЕ «СЛЕДЫ» В СИГНАЛЕ FRB
Исследования подчеркивают несколько уникальных аспектов сигнала FRB, которые могут быть названы его «отпечатками». Первым из них является «дисперсионная мера» — когда FRB проходит через обычную материю, сигналы низкой частоты задерживаются, что позволяет космологам измерять количество нормальной материи на его пути. Если же сигнал проходит через магнитное поле, поляризация радиоволн будет искажаться, и это можно будет зафиксировать с помощью SKA. Проходя через плазму, сигнал также обретает уникальные характеристики, позволяя астрономам оценить количество плазмы между FRB и телескопом.
ТРИ ОСНОВНЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯ
Авторы статьи также выбрали три ключевых научных теста для использования FRB в исследованиях. Первое — это «взвешивание» фотонов. Традиционно считается, что фотон не имеет массы, однако FRB предлагает уникальную возможность протестировать это предположение. Поскольку FRB проходят миллиарды световых лет, если фотонам присуща даже минимальная масса, длины волн с низкой энергией будут двигаться медленнее, чем высокоэнергетические, что сможет зафиксировать SKA.
Второе исследование охватывает проверку принципа эквивалентности Эйнштейна. Измеряя влияние гравитации массивных скоплений галактик на разные частоты FRB, исследователи смогут проверить этот важный компонент теории общей относительности. SKA сможет уловить столь тонкие изменения с чувствительностью, выходящей за рамки текущих возможностей.
Третье направление касается поиска темной материи. Если существует ультра-легкая темная материя, она образует плотные объекты, известные как «солитоные ядра», внутри галактик. SKA сможет выявлять характерный дисперсионный паттерн, указывающий на эти ядра, если FRB пройдет сквозь них.
ЗАБОТА О БУДАЩЕМ ИЗУЧЕНИИ ВСЕЛЕННОЙ
Хотя SKA еще не полностью функционирует, растущие возможности этого телескопа вызывают огромный интерес в астрономическом и космологическом сообществах. Каждый новый анализ работы SKA подчеркивает его потенциал как мощнейшего инструмента для раскрытия тайн нашей вселенной.
Не забудьте подписаться на наши каналы Дзен, Telegram и ВК.
Мы всегда рады видеть вас среди наших читателей и подписчиков SpaceDiscover!
