Wenn die Berechnung der Distanzen zwischen der Erde und weit entfernten Galaxien nur so einfach wäre wie das Herausziehen eines alten Maßbandes. Jetzt schlagen Forscher der University of British Columbia (UBC) eine neue Möglichkeit vor, um Distanzen im Universum mit der Hilfe rätselhafter Energieausbrüche zu berechnen.
In einer Studie, die am 18. September 2015 in den Physical Review Letters vorgestellt wurde, schlagen Wissenschaftler der UBC eine neue Möglichkeit vor, um kosmologische Entfernungen unter Verwendung von Energieausbrüchen zu messen, die als Fast Radio Bursts (FRBs) bezeichnet werden. (Anm. d. Red.: Eine deutsche Bezeichnung gibt es für diese Ereignisse nicht. Man spricht von Extragalactic Fast Radio Transients.) Die Methode erlaubt Wissenschaftlern, die Positionen von entfernten Galaxien in drei Dimensionen festzustellen und das Universum zu kartieren.
“Wir haben die Idee zur Nutzung dieser Phänomene für die Untersuchung kosmologischer Objekte im Universum eingebracht”, sagte Kiyoshi Masui, ein Postdoktorand an der UBC und Stipendiat am Canadian Institute for Advanced Research. “Wir glauben, dass wir in der Lage sein werden, diese Blitze zu nutzen, um ein Bild davon zu bekommen, wie die Galaxien im Raum verteilt sind.”
Ein unbekanntes astrophysikalisches Phänomen erzeugt diese Energieausbrüche, die als kurze Blitze im Radiowellenlängenbereich erscheinen. Obwohl bislang nur zehn Extragalactic Fast Radio Transients aufgezeichnet wurden, vermuten Wissenschaftler, dass tausende pro Tag stattfinden könnten.
Wenn sich diese Extragalactic Fast Radio Transients in Richtung Erde bewegen, werden sie von Elektronen unterschiedlich stark verlangsamt und kommen basierend auf ihren Wellenlängen zu verschiedenen Zeiten auf der Erde an. Die Forscher schlagen vor, die Verzögerung zwischen den Ankunftszeiten der unterschiedlichen Frequenzen zu nutzen, um das Universum zu kartieren. Die Stärke der Signalspreizung auf der Erde gibt Forschern einen Eindruck davon, wie viele Elektronen (und damit wie viel Materie wie Sterne, Gas und Dunkle Materie) zwischen der Erde und der Quelle des Ausbruchs vorhanden sind.
Das kanadische CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) Radioteleskop könnte die ersten ordentlichen Daten über Extragalactic Fast Radio Transients zur Verfügung stellen. Das Projekt ist eine Zusammenarbeit zwischen der UBC, der McGill University sowie der University of Toronto. Es befindet sich derzeit im Bau am Dominion Radio Astrophysical Observatory in Penticton (Kanada).
“CHIME hat das Potenzial, einige bis hunderte dieser Ereignisse pro Tag zu registrieren, so dass wir einen Katalog der Ereignisse erstellen können”, sagte Kris Sigurdson, außerordentlicher Professor am Department of Physics and Astronomy und Mitglied des CHIME-Projekts. “Wenn sie kosmologisch sind, können wir diese Informationen nutzen, um Galaxienkataloge zu erstellen.”
Diese Methode könnte eine effiziente Möglichkeit sein, um ein dreidimensionales Bild des Universums zu zeichnen. Das Hilfsmittel könnte auch dafür eingesetzt werden, um die Verteilung der Materie im Universum darzustellen und unser Wissen über dessen Entwicklung zu erweitern.
Hintergrund
Um die Distanzen zu weit entfernten Objekten zu messen und den Raum zu kartieren, nutzen Wissenschaftler normalerweise die Rotverschiebung des Lichts. Das ist eine Methode, welche auf dem Wissen basiert, dass unser Universum expandiert. Je weiter ein Objekt von der Erde entfernt ist, desto schneller bewegt es sich. Die neue Forschungsarbeit bietet Wissenschaftlern eine andere Möglichkeit, um die Verteilung der Materie im Universum zu kartieren.
Mit dieser neuen Methode nutzen die Wissenschaftler die Informationen aus Extragalactic Fast Radio Transients, ähnlich wie die mit Zeitstempeln versehenen Radiosignale von GPS-Satelliten zur Positionsbestimmung auf der Erde herangezogen werden. Dieses kosmologische Positionsbestimmungssystem wird allerdings andersherum genutzt, um zu bestimmen, woher die Radiosignale stammen.
Quelle: http://news.ubc.ca/2015/09/18/researchers-propose-new-way-to-chart-the-cosmos-in-3d/
(THK)
Antworten