Då och då är det en ljus radioblixt någonstans på himlen. Det kan pågå allt från några millisekunder till några sekunder. De visas lite slumpmässigt, och vi är fortfarande inte säkra på vad de är. Vi kallar dem snabba radioskurar (FRBs). Just nu är den ledande teorin att de orsakas av högmagnetiska neutronstjärnor som kallas magnetarer. Med observatorier som CHIME kan vi nu se massor av dem, vilket kan ge astronomer ett nytt sätt att mäta den kosmiska expansionen.
Hastigheten av kosmisk expansion beskrivs av Hubble-parametern, som vi kan mäta till inom några få procent. Tyvärr är våra olika mätmetoder nu så exakta att osäkerheterna inte överlappar varandra. Denna motsägelse i värderingar är känd som Hubble-spänningen. Flera omvärderingar av våra metoder har uteslutit systematiska fel, så astronomer letar efter nya oberoende sätt att mäta Hubble-parametern, vilket är där en ny studie kommer in.
Tidningen, postad till arXiv preprint-server, tittar på att använda FRB som en Hubble-åtgärd. För att ljus från en FRB ska nå oss behöver det färdas miljontals ljusår genom det diffusa intergalaktiska och interstellära mediet. Detta gör att ljusets frekvens sprids ut. Mängden spektral spridning är känd som Dispersion Measure (DM), och ju större DM desto större avstånd. Så vi vet avståndet till FRB. Men för att mäta kosmisk expansion behöver vi också ett andra avståndsmått, och här föreslår tidningen att man använder gravitationslinser.
Om FRB-ljusbanan passerar relativt nära ett massivt föremål, såsom en stjärna, kan ljuset linsas med gravitation runt föremålet. Från linsens bredd har vi en uppfattning om dess relativa avstånd till FRB-källan. När FRB-ljuset passerar från det intergalaktiska mediet till det mer täta interstellära mediet i vår galax, uppstår en ljusare effekt som kallas scintillation, vilket ger oss ytterligare ett avståndsmått. Lite geometri gör att vi sedan kan beräkna Hubble-parametern.
Baserat på sina beräkningar uppskattar författarna att en FRB-observation med en enda lins skulle tillåta dem att fastställa Hubble-parametern med en noggrannhet på 6 %. Med 30 eller fler händelser bör de kunna öka sin precision till en bråkdel av en procent osäkerhet. Detta skulle ställa det i paritet med andra metoder. Detta borde vara möjligt med nuvarande och planerade FRB-teleskop.
Nya observationsmetoder som denna är det enda sättet vi ska lösa Hubble-spänningen. Förhoppningsvis kommer vi att lösa detta mysterium, och kanske kommer det att peka oss till en radikalt ny förståelse av kosmisk evolution.
Mer information: Anna Tsai et al, Scintillated microlensing:mätning av kosmiska avstånd med snabba radioskurar, arXiv (2023). DOI:10.48550/arxiv.2308.10830
Tillhandahålls av Universe Today
