Астрономи вперше знайшли зниклу матерію Всесвіту завдяки космічним радіосплескам

Астрономи вперше змогли знайти «зниклу» звичайну матерію Всесвіту. Виявилося, що більша її частина прихована у просторі між галактиками, ідентифікувати її допомогли потужні космічні радіоімпульси — швидкі радіосплески (FRB). Дослідження опубліковане в журналі Nature Astron­o­my групою науковців із Каліфорнійського технологічного інституту та Центру астрофізики Гарвард-Смітсонівського інституту.

Звичайна або баріонна матерія, з якої складаються зірки, планети й люди, становить лише близько 16% усієї матерії у Всесвіті. Проте половина її довгий час залишалася «відсутньою» в спостереженнях. На відміну від темної матерії, яку виявляють лише за гравітаційним впливом, баріони випромінюють світло, але у міжгалактичному середовищі вони розподілені настільки тонким шаром, що стандартні методи їх не фіксували.

Вчені проаналізували 69 швидких радіосплесків, що пройшли через космічний простір на відстанях від 11,7 мільйона до 9,1 мільярда світлових років. Найдальший із них, FRB 20230521B, став рекордним за відстанню. Понад половину сигналів виявив масив зі 110 радіотелескопів Deep Syn­op­tic Array у Каліфорнії, після чого інші обсерваторії, зокрема W. M. Keck на Гаваях та Паломар поблизу Сан-Дієго, визначали їхнє походження.

Розподіл сигналу на частоти дозволив обчислити кількість речовини, крізь яку він пройшов. Аналіз показав, що 76% баріонної матерії Всесвіту міститься саме у міжгалактичному середовищі, ще 15% — у гало навколо галактик, а решта зосереджена всередині галактик. Ці результати підтверджують передбачення комп’ютерних космологічних моделей, але вперше підтверджені спостереженнями.

Відкриття не лише пояснює розподіл матерії у Всесвіті, але й відкриває нові перспективи у вивченні фундаментальної фізики. Зокрема, воно може допомогти уточнити масу нейтрино, що є важливим кроком до виходу за межі стандартної моделі. Дослідники наголошують, що майбутні радіомасиви, зокрема проєкт DSA-2000 у Неваді, здатні щороку виявляти до 10 000 FRB, що перетворить ці сигнали на головний інструмент космології найближчих десятиліть.