Три чверті «зниклої» матерії у Всесвіті знайшли в міжгалактичному просторі. На неї вказав найвіддаленіший швидкий радіоспалах

Інна Радевич 18 Червня Джерело: Nature Astronomy

Три чверті матерії Всесвіту, про існування якої було відомо, але яку протягом довгого часу не могли виявити, знайшли у міжгалактичному просторі. На її існування вказали швидкі радіоспалахи, один із яких зафіксували на відстані дев’яти мільярдів світлових років — це найвіддаленіший такий спалах із зафіксованих астрономами. Вивчення розподілу матерії у Всесвіті допоможе зрозуміти його еволюцію та спрогнозувати його загибель. Дослідження опублікували в журналі Nature Astronomy.

Що це за «зникла» матерія?

Об’єкти у нашому Всесвіті складаються з баріонної матерії, тобто такої, що містить протони та нейтрони, а не їхні протилежні частинки — антипротони та антинейтрони. Науковцям було давно відомо, що щонайменше половина цієї матерії у Всесвіті залишається невиявленою та недослідженою.

Причиною цього є те, що ця матерія існує у формі гарячого газу з низькою щільністю, невидимого для більшості земних телескопів. Через це науковці протягом довгого часу могли лише приблизно оцінювати кількість такої матерії та встановлювати її розташування. Однак науковці з Гарвард-Смітсонівського астрофізичного центру та Каліфорнійського технологічного інституту обрали інший підхід — фіксувати цю матерію за проходженням крізь неї радіовипромінювання.

Як радіоспалахи вказали на «зниклу» матерію?

Науковці вивчали швидкі радіоспалахи — високоенергетичні та надзвичайно швидкі радіосплески невідомого походження, що виникають у віддалених регіонах Всесвіту та досягають Землі у вигляді слабких радіосигналів. Для цього вони проаналізували 60 таких спалахів, які виникли на відстані від 11,7 мільйона світлових років від Землі в галактиці M81 до найвіддаленішого на відстані 9,1 мільярда світлових років.

Досліджуючи те, як сповільнюються ці радіоспалахи на шляху від своїх галактик до Землі, коли стикаються з баріонною матерією, науковці змогли описати її розподіл у Всесвіті. Як виявилося, 76 відсотків такої матерії розташовано в міжгалактичному просторі, ще 15 — у гало галактики, тобто невидимому сферичному компоненті галактик, що оточує їхню видиму частину. Решта баріонної матерії знаходиться в зірках і холодному газі всередині галактик.

Як відкриття баріонної матерії за межами галактик змінює наше уявлення про Всесвіт?

Виявлення значної кількості баріонної матерії за межами галактик свідчить про наявність ефективного зворотного зв’язку в них: хоча під впливом сили тяжіння частинки притягуються до галактик, але активність чорних дір і вибухи зірок виштовхують надлишок матерії за межі галактик. Також це відкриття допоможе краще зрозуміти асиметричність розташування звичайної та темної матерії, адже остання скупчується саме в галактиках. Це важливо для розуміння процесів формування галактик і того, як світло проходить крізь них і наскільки відхиляється на своєму шляху.

Як матерія розподілена у Всесвіті

🌌 Поблизу Чумацького Шляху астрономи відкрили галактику, повністю заповнену темною матерією, так що видало її існування лише слабке світіння міжзоряного газу.

⌛️ А існування усієї баріонної матерії у Всесвіті тепер обмежили 10⁷⁸ роками. Цей час вважають максимально можливим терміном життя нашого Всесвіту.

📖 Детальніше про те, чим звичайна матерія відрізняється від темної та як ідуть пошуки останньої, ми розповідали в матеріалі «Що таке темна матерія і темна енергія?».