Вчені знайшли унікальний спосіб побачити невидиму частину космосу

Астрономи використовують швидкі радіосплески (FRB), щоб розкрити загадку «відсутньої матерії» у Всесвіті та створити його карту. Нові дослідження показують, що ці потужні імпульси енергії можуть стати унікальним інструментом для виявлення баріонної матерії, яку складно спостерігати через її розріджений і майже невидимий стан. Саме баріони, тобто протони, нейтрони та атоми, складають усе видиме у Всесвіті – від планет до зірок, хоча становлять лише близько 5% усієї маси-енергії космосу.

Проблема полягає в тому, що астрономи знаходять лише близько 70% передбаченої баріонної матерії. Решта, ймовірно, розсіяна у вигляді гарячої плазми між галактиками. Як пояснює Маніша Калеб з Університету Сіднея, це схоже на спробу «побачити туман у темряві». Саме тут FRB допомагають: пролітаючи через космос, вони сповільнюються, стикаючись із баріонами, і за цим ефектом можна визначити, де розташована «відсутня» матерія.

Відкриття швидких радіосплесків у 2007 році Дунканом Лорімером стало випадковістю, але нині ці явища дають змогу будувати модель розподілу матерії. Дослідження 2020 року показало, що за допомогою лише 13 вимірювань FRB можна підтвердити, що баріони становлять близько 5% Всесвіту – саме стільки й передбачає модель ΛCDM. У червні 2025-го команда під керівництвом Ліама Коннора уточнила, що близько 76% баріонної матерії міститься між галактиками в розрідженому іонізованому стані.

Дункан Лорімер виявив перший FRB у 2007 році, переглядаючи архівні дані про випромінювання телескопа за 2001 рік. Він і його команда виявили цю аномалію в частоті, яка тривала менше 5 мілісекунд і вказувала на спостереження дивного спалаху радіохвиль, який пізніше назвали FRB. (Джерело зображення: Psr1909, CC BY-SA 4.0, через Wiki­me­dia Com­mons)

Розуміння розподілу баріонів є ключем до пояснення еволюції галактик, зірок і надмасивних чорних дір. За словами дослідників, цей «космічний облік» допоможе моделювати процеси охолодження й нагрівання біля чорних дір та зрозуміти, як формуються нові зірки. Проте наразі локалізовано лише близько 50 FRB, тоді як для створення детальної карти Всесвіту потрібно тисячі.

Проєкти на кшталт канадського CHIME та майбутнього масиву DSA-2000 у Неваді можуть змінити ситуацію. Вони планують знаходити понад 10 000 FRB щороку, що дозволить побудувати тривимірну карту Всесвіту, яку вчені вже називають «баріонним Google Maps». Це стане важливим кроком у розумінні фундаментальної структури космосу.