Впервые астрономы обнаружили недостающую материю во Вселенной

Недостающая половина Вселенной найдена: как быстрые радиовсплески помогли найти спрятанную материю

Астрономы наконец-то нашли то, что искали десятилетиями. Это не темная материя. Это самая обычная, барионная — та, из которой состоят звезды, планеты и мы с вами. Проблема в том, что половина этой материи была невидима. Она не излучает свет, не поглощает его — просто висит в пустоте. И вот, нашлась.

Что за «потерянная» материя и почему о ней молчали?

Когда говорят о составе Вселенной, часто вспоминают темную материю (она же 27% всего). Но обычная материя — это всего 5%. И как выяснилось, большую часть этих 5% мы просто не видели. Она состоит из барионов (протонов и нейтронов), но настолько разрежена, что никакие телескопы не могут ее засечь. Это сверхгорячая плазма между галактиками. Температура — миллионы градусов, но плотность — несколько атомов на кубометр. Раньше ее называли «пропавшей барионной материей». Теперь она больше не пропавшая.

«Это подобно тому, как мы видим тень всех барионов, а FRB выступают в роли фонового освещения» — объясняет Викрам Рави, один из авторов исследования.

Как искали? Методом «просвечивания» через Вселенную

Ученые взяли 69 быстрых радиовсплесков (FRB) — это вспышки радиоизлучения, которые длятся миллисекунды. Энергии одной такой вспышки хватило бы, чтобы питать Солнце несколько дней. FRB приходят из далеких галактик — от 11,7 миллионов до 9,1 миллиарда световых лет от нас.

Когда радиоволны проходят сквозь материю, они искажаются. Чем больше материи на пути, тем сильнее задержка между разными длинами волн. Измеряя эту задержку, можно рассчитать плотность межгалактической среды. Так по «тени» на фоне FRB ученые и оценили количество скрытой материи.

Личное наблюдение автора. Недавно я обратил внимание, что многие путают эту находку с открытием темной материи. Нет, темная до сих пор неуловима. А вот обычная — да, нашлась. И метод с FRB — гениально прост. Как измерить влажность воздуха по туману на фонаре.

Результаты: где же она пряталась?

Оказалось, что 76% всей обычной материи находится в межгалактическом пространстве — между скоплениями галактик. Еще 15% — в галактических гало (огромные разреженные облака вокруг галактик). И только оставшиеся 9% — это то, что мы видим: звезды, газ, пыль, планеты.

Цифры говорят сами за себя. Мы видели только верхушку айсберга. Основная масса обычной материи размазана по Вселенной тоньше, чем любой туман на Земле.

Что дальше? Радиотелескоп, который найдет всё

Сейчас работают над телескопом DSA-2000 Калтеха. Его особенность — он сможет ловить до 10 000 FRB в год. Это в 150 раз больше, чем использовалось в текущем исследовании. С таким количеством данных ученые смогут не только уточнить распределение материи, но и понять, как она влияет на эволюцию галактик.

Мое мнение. Это открытие — как найти недостающий кусок пазла. Теперь мы знаем, где лежит половина обычной материи. Но вопросов стало еще больше: как эта разреженная плазма связана с формированием крупномасштабной структуры Вселенной? И почему она не собирается в звезды? Без ответов на это космология останется неполной.

Резюме от автора

Мы нашли то, что было спрятано на виду. Обычная материя — не только звезды и планеты, но и гигантские невидимые океаны горячей плазмы между галактиками. Метод с быстрыми радиовсплесками работает. И скоро, благодаря DSA-2000, мы увидим всю картину целиком. А пока — просто знайте: Вселенная стала чуточку понятнее, но от этого не менее загадочной.