Быстрый радиовсплеск — короткая, но чрезвычайно энергичная вспышка в радиодиапазоне, приходящая из далёкого космоса. На пути к Земле сигнал пересекает облака разреженного газа, и чем больше вещества встречается на луче зрения, тем сильнее низкочастотные компоненты запаздывают относительно высокочастотных. Астрономы называют эту частотную задержку мерой дисперсии — она фактически служит «взвешиванием» всей материи вдоль луча, суммируя электроны, встреченные сигналом.
Загвоздка в том, что для большинства радиовсплесков мы не знаем расстояния до источника. Без этого непонятно, где именно на пути сигнала располагался газ. Авторы исследования обходят проблему с помощью статистического трюка: вместо того чтобы определять расстояние для каждого всплеска по отдельности, они скрещивают два набора данных — каталог всплесков с их мерами дисперсии и карту галактик с уже измеренными расстояниями. Такой перекрёстный анализ, подобный поиску совпадений в двух длинных списках, вылавливает общие закономерности: в областях, где галактик больше, задержка сигнала в среднем возрастает.
Исследователи сравнили два варианта такого скрещивания. Старый метод напрямую сопоставлял меру дисперсии с распределением галактик. Новый подход сначала дробит всплески на группы по величине задержки и для каждой группы ищет связь с положением галактик. Оказалось, что второй метод значительно чувствительнее. Для выборки из 1600 всплесков — примерно столько набрал телескоп CHIME — он выдаёт отношение сигнал/шум около 12, а для будущих 20 000 всплесков от установки CHORD — уже 54, что означает очень чёткое выделение сигнала на фоне случайных помех.
Главный практический итог: метод обещает измерить ключевой параметр — характерный масштаб, на котором обратная связь от звёзд и чёрных дыр «разгоняет» газ и препятствует его скучиванию. С текущими данными точность составит 26%, а с будущими — 14%. Это открывает окно в физику обмена веществом между галактиками и межгалактической средой. И всё это — без единого точного расстояния до самих всплесков.
Быстрые радиовсплески длятся миллисекунды, но за это время выделяют столько же энергии, сколько Солнце за несколько дней.