Zo nu en dan is er ergens in de lucht een heldere radioflits. Het kan een paar milliseconden tot een paar seconden duren. Ze verschijnen enigszins willekeurig, en we weten nog steeds niet zeker wat ze zijn. We noemen ze snelle radiobursts (FRB's). Op dit moment is de leidende theorie dat ze worden veroorzaakt door zeer magnetische neutronensterren die bekend staan ​​als magnetars. Met observatoria zoals CHIME kunnen we er nu veel zien, wat astronomen een nieuwe manier zou kunnen bieden om de snelheid van kosmische uitdijing te meten.

De snelheid van kosmische expansie wordt beschreven door de Hubble-parameter, die we tot op enkele procenten kunnen meten. Helaas zijn onze verschillende meetmethoden nu zo nauwkeurig dat de onzekerheden elkaar niet meer overlappen. Deze tegenstrijdigheid in waarden staat bekend als de Hubble-spanning. Verschillende herevaluaties van onze methoden hebben systematische fouten uitgesloten, dus kijken astronomen naar nieuwe onafhankelijke manieren om de Hubble-parameter te meten, en dat is waar een nieuwe studie om de hoek komt kijken.

Het artikel, gepost op de arXiv preprint-server, bekijkt het gebruik van FRB's als een Hubble-maatregel. Wil het licht van een FRB ons bereiken, dan moet het miljoenen lichtjaren reizen door het diffuse intergalactische en interstellaire medium. Hierdoor verspreidt de frequentie van het licht zich. De hoeveelheid spectrale spreiding staat bekend als de Dispersion Measure (DM), en hoe groter de DM, hoe groter de afstand. We kennen dus de afstand tot FRB's. Maar om kosmische uitdijing te meten hebben we ook een tweede afstandsmeting nodig, en hier stelt het artikel voor om zwaartekrachtlenzen te gebruiken.

Als het FRB-lichtpad relatief dicht langs een massief object zoals een ster passeert, kan het licht door zwaartekracht rond het object worden gelenzen. Uit de breedte van de lens hebben we een idee van de relatieve afstand tot de FRB-bron. Wanneer het FRB-licht van het intergalactische medium naar het dichtere interstellaire medium van onze Melkweg gaat, is er een verhelderend effect dat bekend staat als scintillatie, wat ons een andere afstandsmaat geeft. Een beetje geometrie stelt ons vervolgens in staat de Hubble-parameter te berekenen.

Op basis van hun berekeningen schatten de auteurs dat een FRB-observatie met één lens hen in staat zou stellen de Hubble-parameter tot op 6% nauwkeurig vast te stellen. Bij 30 of meer gebeurtenissen zouden ze hun nauwkeurigheid moeten kunnen verhogen tot een onzekerheid van een fractie van een procent. Dit zou het op één lijn brengen met andere methoden. Dit zou haalbaar moeten zijn gezien de huidige en geplande FRB-telescopen.

Nieuwe observatiemethoden zoals deze zijn de enige manier waarop we de Hubble-spanning kunnen oplossen. Hopelijk zullen we dit mysterie oplossen, en misschien zal het ons wijzen op een radicaal nieuw begrip van de kosmische evolutie.

Meer informatie: Anna Tsai et al, Scintillated microlensing:kosmische afstanden meten met snelle radioflitsen, arXiv (2023). DOI:10.48550/arxiv.2308.10830

Aangeboden door Universe Today