août 16, 2022

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Les impulsions radio cosmiques étudient la matière cachée autour des galaxies

Selon une nouvelle étude parue dans la revue, de puissantes impulsions radio provenant des profondeurs de l’univers peuvent être utilisées pour étudier des bassins cachés de gaz corrélés avec des galaxies proches. astronomie naturelle.

Les sursauts radio dits rapides, ou FRB, sont des impulsions d’ondes radio qui proviennent généralement de millions à des milliards d’années-lumière (les ondes radio sont un rayonnement électromagnétique comme la lumière que nous voyons avec nos yeux mais ont des longueurs d’onde et des fréquences plus longues). Le premier FRB a été découvert en 2007, et depuis lors, des centaines d’autres ont été découverts. En 2020, le STARE2 (Survey of Transient Astronomical Radio Emissions 2) du California Institute of Technology et l’instrument canadien CHIME (Canadian Hydrogen Density Mapping Experiment) ont détecté un FRB massif qui a explosé dans notre galaxie de la Voie lactée. Ces découvertes précédentes ont permis de confirmer la théorie selon laquelle les événements énergétiques proviennent très probablement de magnétars morts appelés magnétars.

Alors que de plus en plus de FRB entrent, les chercheurs se demandent maintenant comment ils peuvent être utilisés pour étudier le gaz entre nous et les éruptions. En particulier, ils aimeraient utiliser les FRB pour sonder les halos diffus de gaz qui entourent les galaxies. Au fur et à mesure que les impulsions radio se déplacent vers la Terre, le gaz enveloppant les galaxies devrait ralentir les ondes et disperser les fréquences radio. Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont examiné un échantillon de 474 FRB distants détectés par CHIME, qui avaient détecté le plus de FRB à ce jour, et ont montré que le sous-ensemble de vingt FRB qui traversaient des halos galactiques ralentissaient en fait plus que les FRB non interrompants. .

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« Notre étude montre que les FRB peuvent agir comme des brochettes pour tout le matériel entre nos radiotélescopes et la source d’ondes radio », déclare l’auteur principal Liam Connor, chercheur postdoctoral en astronomie de Tolman, qui travaille avec un professeur adjoint d’astronomie et co- auteur de l’étude, Vikram Ravi.

« Nous avons utilisé des FRB pour faire briller la lumière à travers les halos des galaxies proches de la Voie lactée et mesurer leur matière cachée », explique Connor.

L’étude rapporte également que plus de matière a été trouvée autour des galaxies que prévu – en particulier, environ deux fois la quantité de gaz prédite par les modèles théoriques.

Toutes les galaxies sont entourées et alimentées par d’immenses bassins de gaz dont elles sont issues. Cependant, le gaz est très mince et difficile à détecter. « Ces réservoirs de gaz sont énormes, dit Connor. Si l’œil humain pouvait voir la couronne sphérique qui entoure la galaxie voisine d’Andromède, la couronne apparaîtrait mille fois plus grande que la lune. »

Les chercheurs ont développé diverses techniques pour étudier les auras subtiles. Par exemple, le professeur de physique de Caltech Christopher Martin et son équipe ont développé un instrument à l’observatoire WM Keck appelé le Keck Cosmic Webb Imager (KCWI) qui peut examiner les filaments de gaz s’écoulant dans les galaxies à partir de halos.

La nouvelle méthode FRB permet aux astronomes de mesurer la quantité totale de matière dans les halos, ce qui aidera à assembler une image de la façon dont les galaxies ont grandi et évolué à travers le temps cosmique.

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« Ce n’est que le début », dit Ravi. « Alors que nous découvrons plus de FRB, nos techniques peuvent être appliquées pour étudier des halos individuels de différentes tailles et dans différents environnements, abordant le problème non résolu de la distribution de la matière dans l’univers. »

À l’avenir, on s’attend à ce que les découvertes de FRB continuent d’affluer. Le réseau synoptique profond de Caltech, ou DSA-110, composé de 110 plaques, a découvert plusieurs FRB et identifié leurs galaxies hôtes. Financé par la National Science Foundation (NSF), ce projet est situé à l’observatoire radio d’Owen Valley de Caltech, près de Bishop, en Californie. Dans les années à venir, les chercheurs de Caltech prévoient de construire un réseau plus large, le DSA-2000, qui comprendra 2 000 paraboles et sera l’observatoire radio le plus puissant jamais construit. Le DSA-2000, actuellement en cours de conception avec un financement de Schmidt Futures et NSF, détectera et fournira des milliers de FRB chaque année.

La astronomie naturelle Intitulé « L’effet observé du gaz corona sur les sursauts radio rapides ».