Gli astronomi hanno usato misteriosi lampi radio veloci per risolvere un mistero vecchio di decenni di "materia mancante, " a lungo predetto esistere nell'universo, ma mai rilevato prima. I ricercatori hanno determinato che tutta la materia normale non spiegata esiste nel vasto spazio tra le stelle e le galassie, come dettagliato oggi sul giornale Natura .

Autore principale Professore associato Jean-Pierre Macquart, dal nodo della Curtin University del Centro internazionale per la ricerca sulla radioastronomia (ICRAR) ha affermato che gli astronomi stanno cercando la materia mancante da quasi 30 anni.

"Sappiamo dalle misurazioni del Big Bang quanta materia c'era all'inizio dell'universo, " ha detto. "Ma quando abbiamo guardato fuori nell'universo presente, non siamo riusciti a trovare la metà di quello che dovrebbe essere lì. Era un po' di imbarazzo. Lo spazio intergalattico è molto scarso. La materia mancante equivaleva solo a uno o due atomi in una stanza delle dimensioni di un ufficio medio. Quindi è stato molto difficile rilevare questa materia usando tecniche e telescopi tradizionali".

I ricercatori sono stati in grado di rilevare direttamente la materia mancante utilizzando il fenomeno dei lampi radio veloci, brevi lampi di energia che sembrano provenire da direzioni casuali nel cielo e durano solo pochi millisecondi. Gli scienziati non sanno ancora cosa li causa, ma deve comportare un'energia incredibile, equivalente alla quantità rilasciata dal sole in 80 anni. Sono stati difficili da rilevare poiché gli astronomi non sanno quando e dove cercarli.

Il professore associato Macquart ha affermato che il team ha rilevato la materia mancante utilizzando raffiche radio veloci come "stazioni di pesatura cosmiche".

"La radiazione dei lampi radio veloci viene diffusa dalla materia mancante nello stesso modo in cui si vedono i colori della luce solare separati in un prisma, " ha detto. "Ora siamo stati in grado di misurare le distanze di lampi radio abbastanza veloci da determinare la densità dell'universo. Ce ne servivano solo sei per trovare questa materia mancante".

La materia mancante in questo caso è barionica, o materia "normale", come i protoni e i neutroni che compongono le stelle, pianeti e umani. È diverso dalla materia oscura, che rimane sfuggente e rappresenta circa l'85% della materia totale nell'universo.

Co-autore Professor J. Xavier Prochaska, dall'UC Santa Cruz, afferma che gli scienziati hanno cercato senza successo questa materia mancante con i più grandi telescopi per oltre 20 anni. "La scoperta di lampi radio veloci e la loro localizzazione in galassie lontane sono state le scoperte chiave necessarie per risolvere questo mistero, " Egli ha detto.

Professore Associato Ryan Shannon, un altro coautore della Swinburne University of Technology, ha detto che la chiave era il telescopio usato, Il radiotelescopio Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) del CSIRO. "ASKAP ha un ampio campo visivo, circa 60 volte la dimensione della luna piena, e può immagine in alta risoluzione, " ha detto. "Ciò significa che possiamo catturare le esplosioni con relativa facilità e quindi individuare le posizioni delle galassie ospitanti con incredibile precisione.

"Quando la raffica arriva al telescopio, registra un replay live action in una frazione di secondo, " ha affermato il dott. Keith Bannister dell'agenzia scientifica nazionale australiana, CSIRO, che ha progettato il sistema di cattura degli impulsi utilizzato in questa ricerca. "Ciò consente alla precisione di determinare la posizione del lampo radio veloce alla larghezza di un capello umano tenuto a 200 metri di distanza, " Egli ha detto.

Il professore associato Macquart ha affermato che il team di ricerca ha anche individuato la relazione tra quanto lontano è un lampo radio veloce e come si diffonde mentre viaggia attraverso l'universo. "Abbiamo scoperto l'equivalente della legge di Hubble-Lemaitre per le galassie, solo per raffiche radio veloci, " ha detto. "La legge Hubble-Lemaitre, che dice quanto più lontana da noi una galassia, più velocemente si allontana da noi, è alla base di tutte le misurazioni delle galassie a distanze cosmologiche".

I lampi radio veloci utilizzati nello studio sono stati scoperti utilizzando ASKAP, che si trova presso l'Osservatorio di radioastronomia di Murchison nell'entroterra dell'Australia occidentale. Il team internazionale coinvolto nella scoperta includeva astronomi australiani, gli Stati Uniti e il Cile. ASKAP è un precursore del futuro telescopio Square Kilometer Array (SKA). Lo SKA poteva osservare un gran numero di raffiche radio veloci, dando agli astronomi una maggiore capacità di studiare la struttura precedentemente invisibile nell'universo.

"Un censimento dei barioni nell'universo da lampi radio veloci localizzati" è stato pubblicato in Natura il 28 maggio, 2020.