O explozie îndepărtată de energie radio dintr-o galaxie a străpuns haloul difuz, gazos din jurul alteia, lăsând astronomilor să cerceteze două ciudățenii cosmice simultan.
Scurta, strălucitoare erupție a unei explozii radio rapide, sau FRB, a avut originea într-o galaxie întunecată și îndepărtată, conform observațiilor cu o rețea de telescoape în interiorul australian (SN: 27/06/19). Și prin coincidență, undele radio au trecut printr-o altă galaxie pentru a ajunge pe Pământ.
Privind modul în care FRB s-a schimbat pe măsură ce a zoom prin galaxia mai apropiată, a arătat că galaxia avea un halou de gaz surprinzător de subțire și calm, au raportat cercetătorii pe 26 septembrie în Ştiinţă.
Majoritatea galaxiilor sunt înconjurate de o ceață numită mediu circumgalactic sau CGM (SN: 7/12/18). Oamenii de știință cred că CGM conține mai multă masă decât stelele galaxiei și controlează ciclul de viață al unei galaxii. Dar pentru că CGM nu emite prea multă lumină proprie, este greu de studiat. Astronomii s-au bazat pe obiecte strălucitoare, îndepărtate, cum ar fi quasari, pentru a ilumina CGM din spate, precum farurile prin ceață.
Astrofizicianul J. Xavier Prochaska de la Universitatea din California, Santa Cruz și-a dat seama că FRB-urile ar putea aprinde și un CGM. Atât quasarii, cât și FRB-urile emit lumină într-o gamă de lungimi de undă, care sunt încetinite pe drumul lor către Pământ de particulele încărcate pe drum. Deoarece quasarii strălucesc continuu, este mai greu de spus cât de mult este încetinită lumina. Dar pulsul scurt al unui FRB poate dezvălui câte lucruri se află în cale. Deci, există caracteristici ale CGM pe care FRB-urile le pot dezvălui în mod direct, cum ar fi densitatea gazului și câmpurile magnetice, pe care quasarii de lungă durată nu le pot face.
„Putem rezolva aceste proprietăți fizice ale CGM care sunt aproape imposibile cu alte tehnici”, spune Prochaska. Pentru a face asta, trebuia doar să găsească FRB-ul potrivit.
A avut noroc pe 12 noiembrie 2018, când Australian Square Kilometer Array Pathfinder a detectat un impuls FRB care durează mai puțin de 40 de microsecunde. Prochaska și colegii au urmărit FRB până la o galaxie din constelația Indus. Aceasta a fost o ispravă în sine – din peste 60 de FRB găsite anterior, doar alte trei au fost identificate până acum în galaxiile lor natale (SN: 14/8/19).
La început, echipa a crezut că FRB provine dintr-o galaxie strălucitoare aflată la aproximativ 4 miliarde de ani lumină distanță. Dar distanța măsurată pentru FRB a fost mai aproape de 5 miliarde de ani lumină. Prochaska și-a dat seama că erau două galaxii la rând – doar alinierea fortuită la care sperase.
Densitatea și magnetizarea galaxiei din prim plan au fost ambele neașteptat de scăzute, au descoperit Prochaska și colegii săi. Densitatea gazului CGM a fost mai mică de 0,1 atomi pe centimetru cub, cu cel puțin un factor de 10 mai mic decât se aștepta din studiile anterioare. Câmpul magnetic a fost mai mic de 0,8 microgauss, de un miliard de ori mai slab decât un magnet de frigider, ceea ce sugerează că gazul nu suferă prea multe turbulențe.
Descoperirea ar putea sugera că CGM-urile unor galaxii sunt mai puțin haotice decât se credea anterior, deși sunt necesare mai multe observații pentru a ști cu siguranță. Descoperirea mai multor astfel de FRB care strălucesc prin CGM-uri ar putea ajuta. Prochaska spune că se așteaptă să detecteze alte zeci în următorii câțiva ani.
„Una dintre marile speranțe pentru FRB este să le folosească ca instrumente pentru a cerceta tot” care se află pe drumurile lor către Pământ, spune astronomul James Cordes de la Universitatea Cornell. „Acesta este un exemplu excelent al modului în care FRB-urile pot fi folosite pentru a sonda practic orice se află de-a lungul liniei de vedere.”