Учёные обнаружили недостающий фрагмент Вселенной: что их удивило

Ученые обнаружили огромные объемы обычной материи, которую десятилетиями не могли найти внутри галактик. Она оказалась рассеянной в обширных пустотах между ними и простиралась значительно дальше, чем предполагали предыдущие модели.

Исследование также показало, что черные дыры и взрывы звезд могут выбрасывать вещество из галактик гораздо мощнее, чем считалось ранее. Команда ученых из коллаборации CHIME/FRB под руководством исследователей Массачусетского технологического института разработала новый способ поиска исчезнувшей галактической материи. Для этого ученые объединили данные о быстрых радиовсплесках с измерениями расположения галактик, сообщает Live Science.

Куда исчезла обычная материя

По оценкам физиков, вскоре после Большого взрыва примерно 17% Вселенной состояло из обычной материи. Именно из неё состоят люди, планеты, звёзды и галактики.

Остальные 83% приходились на темную материю – загадочную составляющую Вселенной, которая воздействует на окружающие объекты своей гравитацией, но не взаимодействует со светом.

Ученые ожидали, что подобное соотношение обычной материи должно было сохраниться и в современной наблюдаемой Вселенной. Однако ее общее количество внутри галактик составляет лишь примерно десятую часть от ожидаемого объёма.

Исследователи давно предполагали, что недостающая материя может находиться в огромном пространстве между галактиками. Однако там она распределена настолько тонким слоем, что обнаружить ее чрезвычайно сложно. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Как быстрые радиовсплески помогли найти материю

Для поиска ученые использовали быстрые радиовсплески, или FRB. Это чрезвычайно яркие вспышки радиоволн, которые длятся всего несколько миллисекунд.

Их открыли в 2007 году. Считается, что такие сигналы возникают в результате одних из самых энергичных явлений во Вселенной.

Радиовсплески достигают Земли из далеких галактик, расположенных на расстоянии миллиардов световых лет. По пути они проходят сквозь материю и несут информацию о ней, действуя подобно космическому рентгеновскому сканированию.

Соавтор исследования Хаочэн Ван пояснил, что изначально быстрый радиовсплеск представляет собой очень короткий сигнал. Когда он проходит через материю, он растягивается во времени.

Учёные могут точно измерить это растяжение, которое напрямую зависит от количества материи на пути радиовсплеска.

Что показали искажённые сигналы

Команда объединила данные канадского эксперимента по картографированию интенсивности водорода CHIME и спектроскопического инструмента темной энергии DESI. Исследователи сопоставили степень растяжения тысяч быстрых радиовсплесков с расположением миллионов галактик во Вселенной.

Это позволило определить, проходили ли сигналы через материю внутри галактик или их путь пролегал в пространстве между ними.

Результаты подтвердили, что ранее не обнаруженная материя действительно находится за пределами галактик. Она образует широко рассеянные облака, которые простираются значительно дальше, чем предсказывали научные модели.

Что больше всего удивило учёных

Обнаруженная материя происходит из самих галактик. Вероятно, ее выталкивают за их пределы чрезвычайно мощные явления, в частности струи чёрных дыр и взрывы звёзд.

Однако расстояние, на которое распространилась материя, удивило исследователей.

Соавтор работы, доцент кафедры физики MIT Киеси Масуи отметил, что диаметр галактики может составлять несколько сотен тысяч световых лет. При этом исчезнувшую материю обнаружили на расстоянии примерно четырех миллионов световых лет. Это значительно превышает предыдущие прогнозы компьютерных моделей.

По словам Масуи, полученные измерения свидетельствуют о том, что активность звезд и черных дыр сильнее и значительно бурнее, чем считалось ранее.

Что будет дальше

Исследование подтвердило, что быстрые радиовсплески можно использовать для поиска исчезнувшей материи во Вселенной.

Команда ожидает, что в дальнейшем этот метод станет более точным, поскольку CHIME продолжает регистрировать новые радиовсплески. Масуи отметил, что ученым впервые удалось заставить этот подход работать. С улучшением качества данных они смогут получать еще более точные результаты.

Также OBOZ.UA сообщал, что в космосе впервые обнаружили экзопланету с атмосферой, похожей на земную.

Подписывайтесь на каналы OBOZ.UA в Telegram и Viber, чтобы быть в курсе последних событий.