Космический рентген: ученые нашли потерянную материю Вселенной в пустоте между галактиками
Десятилетиями астрофизики бились над загадкой: согласно расчетам, во Вселенной катастрофически не хватает обычного вещества. Сразу после Большого взрыва примерно 17% массы мироздания составляла «обычная» материя — та самая, из которой состоим мы, планеты, звезды и галактики. Остальные 83% пришлись на темную материю — таинственную субстанцию, которая гравитационно влияет на объекты, но не взаимодействует со светом и потому почти не изучена. Логично было бы ожидать, что похожая пропорция сохранилась и сегодня. Однако всё вещество внутри галактик едва дотягивает до одной десятой от предсказанного теорией объема.
Теперь команда коллаборации CHIME/FRB под руководством исследователей из Массачусетского технологического института нашла разгадку. В работе, опубликованной 21 июля в журнале Physical Review Letters, описан метод, позволивший впервые обнаружить колоссальные запасы прежде невидимой материи в межгалактическом пространстве. И источник этой материи оказался родным для галактик — просто их туда вышвырнуло.
Размазанная вспышка как улика
Ключом к открытию послужили быстрые радиовсплески — невероятно яркие миллисекундные импульсы, открытые в 2007 году. Они приходят на Землю из далеких галактик за миллиарды световых лет и несут на себе отпечаток всего, через что прошли. По сути, это готовые космические рентген-сканы.
«У быстрых радиовсплесков есть уникальное свойство, — объяснил соавтор исследования Хаочен Ван, аспирант Института астрофизики и космических исследований имени Кавли при MIT. — Они начинаются как очень резкая вспышка, а проходя через материю, размазываются во времени. И мы можем измерить это размазывание с огромной точностью. Оно прямо пропорционально количеству потерянной материи, сквозь которую прошел сигнал».
Вооружившись данными канадского эксперимента CHIME и спектроскопического инструмента DESI, ученые сопоставили степень размазывания тысяч радиовсплесков с расположением миллионов галактик. Итог оказался однозначным: невидимое вещество действительно находится вне галактик, образуя обширные облака, простирающиеся гораздо дальше, чем предсказывали симуляции. «Галактика в поперечнике — может быть, сотни тысяч световых лет, — пояснил соавтор Киёси Масуи, доцент физики в MIT. — А мы нашли потерянную материю на расстоянии около четырех миллионов световых лет. Это значительно дальше, чем показывают модели».
Куда более жестокий космос
Обнаружение этой материи автоматически указало и на механизм ее изгнания: речь идет о титанических астрофизических процессах внутри галактик — джетах черных дыр и вспышках сверхновых. Но сам факт, что вещество забрасывается настолько далеко, означает: энергия этих событий намного выше, чем предполагалось раньше.
«Эти измерения указывают на то, что активность звезд и черных дыр значительно мощнее и жестче, чем мы думали», — добавил Масуи.
Теперь, когда метод подтвердил свою работоспособность, ученые намерены совершенствовать его дальше — благо CHIME продолжает регистрировать всё новые быстрые радиовсплески. «Мы заставили это работать впервые, — подвел итог Масуи, — и добьемся еще большей точности по мере накопления данных».
Источники:
-
Wang, H., Masui, K. et al. Measurement of the Dispersion-Galaxy Cross-Power Spectrum with the Second CHIME/FRB Catalog. Physical Review Letters, 137(4), 21 июля 2026 г.
-
Заявления Хаочена Вана и Киёси Масуи, пресс-служба MIT.
