Астрономы обнаружили пропавшую материю во Вселенной

Только около пяти процентов содержимого Вселенной состоит из обычной (или барионной) материи – и мы до сих пор не знаем, где находится большая ее часть. Теперь международная команда астрономов разработала новый творческий метод обнаружения этой пропавшей материи, используя загадочные быстрые радиовсплески (FRB).

У нас есть некоторое представление о том, сколько материи должно было быть создано во время Большого Взрыва – и когда мы смотрим на звезды, планеты, галактики, черные дыры и все остальное сегодня, кажется, что этого всего недостаточно.

Наблюдения за очень далекими объектами показывают нам, как выглядела Вселенная миллиарды лет назад, и после определенного момента времени огромное количество этой материи просто исчезает.

Сегодня во Вселенной отсутствует около 40 процентов нормальной материи. Но это не значит, что ученые понятия не имеют, где она находится – астрономы давно предположили, что она «плавает» в межгалактическом пространстве.

Она принимает форму газа, который настолько сильно рассеян, что на кубический метр приходится только один электрон – для сравнения, обычный воздух имеет около октиллиона электронов (10⁴⁸) на кубический метр.

Это, конечно, делает ее очень трудной для обнаружения. Но новое исследование, в котором приняли участие ученые из Международного центра радиоастрономических исследований (ICRAR), Университета Кертина, CSIRO, технологического университета Суинберна и Университета Маккуори, возможно, нашло выход.

Интересно, что ключом к разгадке одной тайны является использование другой. Быстрые радиовсплески — это чрезвычайно энергичные вспышки радиосигналов, которые регулярно наблюдаются, каждый из которых длится всего лишь миллисекунды. Астрономы не знают, что их вызывает, но основная теория состоит в том, что они происходят от пульсаров или магнетаров.

Какими бы они ни были, ученые использовали их в своем исследовании. Астрономы изучили пять FRB, обнаруженных ASKAP в Западной Австралии, чтобы получить представление о том, через что проходили сигналы во время их невероятно длинных путешествий на Землю.

Если бы они проходили через абсолютно пустое пространство, то все длины волн сигнала пришли бы в одно и то же время. Но это было не так – ученые обнаружили, что некоторые волны прибыли с задержкой. Это указывает на то, что сигнал взаимодействовал с молекулами на этом пути.

Затем исследователи могут использовать оптические измерения, чтобы проверить, насколько далеко были эти FRB. Затем плотность недостающего вещества можно рассчитать по расстоянию до FBR и задержке между длинами волн. Экстраполируя данные, астрономы говорят, что космическая плотность барионов объясняет количество материи, которое, как было предсказано, будет отсутствовать.

Однако важно отметить, что это не темная материя. Это совершенно отдельная загадка, касающаяся формы материи, не похожей ни на что из того, что мы когда-либо видели. Эта вновь обнаруженная «пропавшая» материя — всего лишь обычный старый материал, из которого состоим мы сами.

Это не первая охота за пропавшим веществом. Другие астрономы утверждают, что обнаружили его с помощью аналогичных методов – в одном случае обсерватория ESA XMM-Newton провела аналогичные эксперименты с использованием рентгеновских сигналов от далеких квазаров.

Но хотя это недостающее вещество было обнаружено, исследователи говорят, что оно еще не было точно “найдено”. Они не могут быть уверены, где именно оно находится, или в каких количествах, или даже в какой форме.

Эти ответы можно было бы обнаружить, изучив больше FRB в будущем. У исследователей уже есть планы расширить пять использованных в этом исследовании быстрых всплесков до 100, чтобы получить более четкую картину.