Около половины обычной материи во Вселенной долгое время оставалось неучтенным — но теперь ученые, похоже, нашли ответ.
В новом исследовании, опубликованном 16 июня в журнале Nature Astronomy, астрономы заявили, что смогли обнаружить всю барионную материю — ту самую «обычную» материю, из которой состоят звезды, планеты и все видимые объекты. Оказалось, что большая часть «пропавшей» материи распределена в разреженном газе между галактиками.
Где скрывалась материя?
Барионная материя, состоящая из протонов, нейтронов и других частиц, составляет всего 5% Вселенной. Еще 27% приходится на темную материю, а остальное — на темную энергию, ответственную за ускоренное расширение космоса. Однако до сих пор ученые могли наблюдать лишь около половины ожидаемого количества барионов.
Чтобы найти недостающую материю, исследователи использовали быстрые радиовсплески (FRB) — сверхкороткие, но мощные радиосигналы, длящиеся миллисекунды. Большинство из них приходят из других галактик, и их природа до сих пор остается загадкой.
«FRB проходят сквозь ‘туман’ межгалактической среды, и, точно измерив, как замедляется их свет, мы можем ‘взвесить’ этот газ, даже если он слишком разрежен, чтобы его увидеть», — объяснил соавтор исследования Лиам Коннор, астроном из Гарварда.
Разгадка: газ между галактиками
Проанализировав 69 FRB, команда обнаружила, что:
-
~76% барионной материи находится в межгалактической среде (горячий газ между галактиками);
-
~15% — в гало галактик (горячие сферические области на их окраинах);
-
остальное — в звездах, планетах и холодном газе внутри самих галактик.
«Это как увидеть тень всех барионов, где FRB играют роль подсветки», — сказал соавтор работы Викрам Рави из Калтеха.
Проблема решена?
«Можно сказать, что загадка пропавших барионов решена», — заявил Николас Техос, астроном из Католического университета Вальпараисо (не участвовавший в исследовании). «Благодаря FRB мы наконец свели баланс».
В будущем ученые планируют использовать Deep Synoptic Array-2000 — сеть из 2000 радиотелескопов, которая за пять лет сможет обнаруживать до 10 000 FRB в год, что позволит еще точнее изучить распределение материи во Вселенной.
Это открытие закрывает один из главных вопросов космологии, подтверждая, что вся предсказанная материя действительно существует — просто она была слишком разреженной, чтобы ее заметить обычными методами. Теперь астрономы знают, где именно ее искать.
