Ученые обнаружили тайны обычного вещества Вселенной с помощью радиовсплесков

Анализ 2873 быстрых радиовсплесков впервые предоставил возможность создать карту межгалактического газа и продемонстрировал, что значительная доля барионного вещества расположена значительно дальше от галактик, чем предполагают теоретические модели

Астрономы впервые применили быстрые радиовсплески (FRB) для создания карты межгалактического газа, что дало новое понимание проблемы «пропавших барионов» — обычного вещества, из которого формируются звёзды, планеты и человечество.

Исследование выявило, что значительная часть этого вещества находится гораздо дальше от галактик, чем это предсказывают современные модели Вселенной.

Сложность заключается в том, что наблюдения долгое время не могли зафиксировать около половины барионной материи, существование которой вытекает из космологических расчетов. Межгалактический газ крайне разрежен и нагрет, что делает его трудным для непосредственного наблюдения.

Быстрые радиовсплески помогли преодолеть эту проблему: проходя через плазму, их радиосигнал немного замедляется, причем низкие частоты задерживаются более значительно, чем высокие. По величине этого замедления исследователи могут определить количество вещества на всем пути сигнала от галактики до Земли.

Команда под руководством Хаочэня Вана (Haochen Wang) из MIT проанализировала данные о 2873 быстрых радиовсплесках из нового каталога радиотелескопа CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) и сопоставила их с картой почти 6 миллионов галактик, созданной на основе данных проекта DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) в Национальной обсерватории Китт-Пик. Это позволило установить, где именно находится газ между галактиками.

Выяснилось, что барионное вещество распределено гораздо дальше от галактик, чем предполагалось. По словам авторов исследования, одной только гравитации недостаточно для объяснения такого распределения. Вероятно, газ был вытеснен мощными потоками вещества от сверхмассивных черных дыр или взрывами умирающих звезд, и эти процессы оказываются более эффективными, чем считали существующие компьютерные модели.

Полученные результаты согласуются с более ранними рентгеновскими наблюдениями, которые также указывали на неожиданно малое количество обычного вещества в окрестностях галактик. Однако именно быстрые радиовсплески впервые сделали возможным прямое построение карты распределения межгалактического газа таким образом. С увеличением числа зарегистрированных FRB эта методика предоставит возможность значительно точнее исследовать структуру Вселенной и распределение её обычной материи.