Ученые из Калифорнийского технологического института использовали короткие, но чрезвычайно мощные сигналы из далеких галактик, известные как быстрые радиовспышки (FRB). Они "просвечивают" межгалактическое пространство и позволяют впервые точно измерить количество барионной материи, которую считали пропавшей из-за того, что она скрывается в космическом тумане, передает Space.

Быстрые радиовспышки - это импульсы радиоволн, которые длятся миллисекунды, но при этом излучают столько энергии, сколько Солнце за три десятка лет. Их происхождение до сих пор не выяснено, а большинство таких явлений случаются только один раз. Впрочем, уже давно существовала гипотеза, что они могут стать ценным инструментом для изучения межгалактической среды - разреженного пространства между галактиками, которое не видно в обычных телескопах.

Команда ученых из Гарвардского и Смитсоновского астрофизического центра, Калифорнийского технологического института и других учреждений исследовала 69 FRB, истоки которых находились на расстоянии от 11 миллионов до более 9 миллиардов световых лет. Самый отдаленный сигнал - FRB 20230521B стал рекордным в наблюдениях человечества.

Чтобы обнаружить эти FRB, исследователи использовали Глубокую синоптическую антенну (DSA) из радиообсерватории Оуэн-Вэлли (OVRO) Калифорнийского технологического института, а также Австралийский радиотелескоп Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP). Для измерения расстояния между Землей и галактиками-источниками FRB использовались инструменты обсерватории им. В. М. Кека на Гавайях и обсерватории Паломар близ Сан-Диего.

[see_also ids="583266"]

Как пояснил руководитель исследования Лиам Коннор, когда FRB проходят сквозь межгалактическое пространство, свет из них претерпевает дисперсию - волны разной длины расходятся подобно цветам радуги. Измеряя, как именно это происходит, ученые смогли "взвесить" материю, лежащую между источником сигнала и Землей.

"Это как видеть тень всех барионов с FRB как с подсветкой. Если вы видите человека перед собой, вы можете многое о нем узнать. Но если вы просто видите его тень, вы все равно знаете, что он там и примерно какого размера он", - пояснил соавтор исследования, астрофизик Викрам Рави.

Результаты показали, что примерно 76% обычной (не темной) материи Вселенной находится в межгалактической среде. Еще 15% - в виде горячего газа в гало вокруг галактик, а остальные 9% - это вещество внутри самих галактик, в том числе звезды и холодный газ.

Важно отметить, что речь не о темной материи - загадочной субстанции, которая не взаимодействует со светом и составляет большинство массы Вселенной. Речь идет об обычной, барионной материи, которая была предусмотрена теоретически, но до недавнего времени не удавалось подтвердить наблюдениями из-за ее чрезвычайно разреженного состояния.

Это исследование, результаты которого опубликованы в журнале Nature Astronomy, демонстрирует новый подход к изучению структуры Вселенной. Ученые надеются, что будущий сверхчувствительный телескоп DSA-2000, который планируют построить в пустыне Невада, позволит фиксировать до 10 тысяч FRB ежегодно - и таким образом раскрыть еще больше космических тайн.

Ранее сообщалось, что ученые из Университета Джонса Хопкинса обнаружили, что сверхмассивные черные дыры могут действовать как естественные коллайдеры частиц, превосходя по мощности даже Большой адронный коллайдер. Высвобожденная в их окружении энергия может ускорять частицы до экстремальных скоростей, давая шанс обнаружить темную материю.