Los astrónomos han utilizado misteriosas ráfagas de radio rápidas para resolver un misterio de décadas de "materia perdida, "pronosticado desde hace mucho tiempo para existir en el universo, pero nunca antes detectado. Los investigadores han determinado que toda la materia normal no contabilizada existe en el vasto espacio entre las estrellas y las galaxias. como se detalla hoy en la revista Naturaleza .

Autor principal, profesor adjunto Jean-Pierre Macquart, del nodo de la Universidad de Curtin del Centro Internacional de Investigación en Radioastronomía (ICRAR) dijeron que los astrónomos han estado buscando la materia faltante durante casi 30 años.

"Sabemos por las mediciones del Big Bang cuánta materia había en el comienzo del universo, ", dijo." Pero cuando miramos hacia el universo actual, no pudimos encontrar la mitad de lo que debería estar allí. Fue un poco embarazoso. El espacio intergaláctico es muy escaso. La materia que faltaba era equivalente a solo uno o dos átomos en una habitación del tamaño de una oficina promedio. Así que fue muy difícil detectar esta materia utilizando técnicas y telescopios tradicionales ".

Los investigadores pudieron detectar directamente la materia faltante utilizando el fenómeno de ráfagas de radio rápidas, breves destellos de energía que parecen provenir de direcciones aleatorias en el cielo y duran solo milisegundos. Los científicos aún no saben qué los causa, pero debe involucrar una energía increíble, equivalente a la cantidad liberada por el sol en 80 años. Han sido difíciles de detectar porque los astrónomos no saben cuándo ni dónde buscarlos.

El profesor asociado Macquart dijo que el equipo detectó la materia faltante mediante el uso de ráfagas de radio rápidas como "estaciones de pesaje cósmico".

"La radiación de las ráfagas de radio rápidas se propaga por la materia faltante de la misma manera que se ven los colores de la luz solar separados en un prisma, ", dijo." Ahora hemos podido medir las distancias a suficientes ráfagas de radio rápidas para determinar la densidad del universo. Solo necesitábamos seis para encontrar este asunto perdido ".

La materia que falta en este caso es bariónica, o materia "normal", como los protones y neutrones que forman las estrellas, planetas y humanos. Es diferente a la materia oscura que sigue siendo difícil de alcanzar y representa aproximadamente el 85% de la materia total del universo.

Coautor, profesor J. Xavier Prochaska, de UC Santa Cruz, dice que los científicos han buscado sin éxito esta materia perdida con los telescopios más grandes durante más de 20 años. "El descubrimiento de ráfagas de radio rápidas y su localización en galaxias distantes fueron los avances clave necesarios para resolver este misterio, " él dijo.

Profesor asociado Ryan Shannon, otro coautor de la Universidad Tecnológica de Swinburne, dijo que la clave era el telescopio utilizado, El radiotelescopio Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) de CSIRO. "ASKAP tiene un amplio campo de visión, aproximadamente 60 veces el tamaño de la luna llena, y puede generar imágenes en alta resolución, ", dijo." Esto significa que podemos capturar las ráfagas con relativa facilidad y luego señalar las ubicaciones de sus galaxias anfitrionas con una precisión increíble.

"Cuando la ráfaga llega al telescopio, Graba una repetición de acción en vivo en una fracción de segundo, "dijo el Dr. Keith Bannister de la agencia nacional de ciencia de Australia, CSIRO, quien diseñó el sistema de captura de pulsos utilizado en esta investigación. "Esto permite la precisión para determinar la ubicación de la ráfaga de radio rápida al ancho de un cabello humano a 200 metros de distancia, " él dijo.

El profesor asociado Macquart dijo que el equipo de investigación también había determinado la relación entre qué tan lejos está una ráfaga de radio rápida y cómo se propaga la ráfaga a medida que viaja a través del universo. "Hemos descubierto el equivalente de la Ley de Hubble-Lemaitre para las galaxias, solo para ráfagas de radio rápidas, ", dijo." La Ley Hubble-Lemaitre, que dice que cuanto más distante es una galaxia de nosotros, cuanto más rápido se aleja de nosotros, sustenta todas las mediciones de galaxias a distancias cosmológicas ".

Las ráfagas de radio rápidas utilizadas en el estudio se descubrieron utilizando ASKAP, que se encuentra en el Observatorio de Radioastronomía Murchison en el interior de Australia Occidental. El equipo internacional involucrado en el descubrimiento incluyó astrónomos de Australia, Estados Unidos y Chile. ASKAP es un precursor del futuro telescopio Square Kilometer Array (SKA). El SKA pudo observar un gran número de ráfagas de radio rápidas, dando a los astrónomos una mayor capacidad para estudiar la estructura previamente invisible en el universo.

"Un censo de bariones en el universo a partir de ráfagas de radio rápidas localizadas" se publicó en Naturaleza el 28 de mayo 2020.