Найдена пропавшая материя Вселенной в межгалактическом пространстве
Научный коллектив разгадал загадку, которая занимала астрофизиков на протяжении десятилетий. Речь идет о так называемой пропавшей барионной материи — веществе, составляющем планеты, звезды и все живые организмы. По космологическим моделям барионы должны составлять около 17 процентов от общей массы-энергии ранней Вселенной, однако ученые смогли зафиксировать лишь 10 процентов. Долгое время исследователи предполагали, что оставшиеся 90 процентов находятся в форме холодного разреженного газа, рассеянного в межгалактическом пространстве.
Методика поиска через радиовсплески
Для решения этой проблемы международная команда ученых применила инновационный подход, использовав быстрые радиовсплески — высокоэнергетические вспышки радиоизлучения внегалактического происхождения. Когда такой сигнал проходит через материю, он подвергается дисперсии и размывается во времени, что дает возможность точно определить плотность вещества на его пути. Исследователи проанализировали параметры размытия тысяч архивных сигналов и сопоставили их с расположением свыше 6 миллионов галактик, что позволило им зафиксировать скрытый газ.
Хаочен Ван, исследователь из Массачусетского технологического института, объяснил физический принцип работы метода: быстрые радиовсплески начинаются как очень быстрая вспышка, а по мере прохождения сквозь материю размываются во времени. Измеряя это размытие с высокой точностью, можно определить количество пройденной потерянной материи.
Экстремальные расстояния разноса материи
Главным открытием стало обнаружение того, на какие огромные расстояния барионная материя отклоняется от своих исходных галактик. Газовые облака простираются на расстояния, значительно превышающие предыдущие теоретические прогнозы. Если средняя галактика имеет размер в несколько сотен тысяч световых лет, то обнаруженная потерянная материя распределяется на расстоянии примерно в 4 миллиона световых лет.
Кийоши Масуи, физик из MIT и соавтор исследования, отметил, что полученные данные указывают на гораздо большую интенсивность высокоэнергетических процессов, чем предполагалось ранее. Речь идет о релятивистских струях сверхмассивных черных дыр и вспышках сверхновых — именно они с колоссальной силой выталкивают барионное вещество в межгалактическое пространство, формируя гигантские разреженные гало.
Результаты исследования, опубликованного в журнале Physical Review Letters, подтверждают корректность основных астрофизических моделей и предоставляют новый инструмент для изучения эволюции космоса. По словам Масуи, метод будет работать еще точнее по мере накопления и улучшения данных наблюдений.
