Астрономы нашли домашний адрес «пропавшей» материи Вселенной

Художественная концепция показывает яркий импульс радиоволн (FRB), движущийся через межгалактическую среду. Красные длинные волны заметно отстают от коротких голубых волн, что дает астрономам возможность «взвешивать» обычно невидимые скопления материи.Источник: Melissa Weiss/CfA

Новое масштабное исследование выявило местонахождение ранее неизвестной части материи Вселенной. Сделать это удалось с помощью самого далекого быстрого радиовсплеска (FRB) за всю историю наблюдений. Используя сигнал в качестве ориентира, специалисты из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики и Калифорнийского технологического института продемонстрировали, что около трех четвертей обычной материи Вселенной находится в разреженном газе между галактиками, пишет Phys.org.

Ученые многие десятилетия осознавали, что минимум половина обычной, так называемой барионной материи Вселенной, главным образом состоящей из протонов, остается неопознанной и неизученной. Для поисков этой скрытой массы использовались различные методики, включая изучение рентгеновского излучения и ультрафиолета от дальних квазаров, позволявшие предположить наличие огромных масс разреженного теплого газа между галактиками. Но низкая плотность и высокая температура этого газа делали его практически невидимым для стандартных телескопов.

Все изменилось, когда в игру вступили быстрые радиовсплески (FRB) — кратковременные мощные сигналы из отдаленных галактик, способные служить инструментом измерения общего объема барионной материи. Новейшее исследование охватывает набор из 60 таких сигналов, начиная от ближайшего FRB20200120E на расстоянии около 11,74 млн световых лет в галактике М81 и заканчивая рекордно удаленным FRB 20230521B на дистанции почти 9,1 млрд световых лет. Эти данные позволили экспертам окончательно идентифицировать положение недостающей материи в межгалактическом пространстве.

Полный отчет и разделение недостающих барионов.Источник: Nature Astronomy (2025)

По словам Лиама Коннора, ведущего автора исследования и астронома из CfA, десятилетняя проблема «потери барионов» заключалась вовсе не в сомнении относительно существования самой материи, а исключительно в ее локализации. «Вопрос всегда стоял так: где именно она находится?» — уточняет Коннор. Сегодня же благодаря быстрым радиовсплескам (FRB) получен точный ответ: три четверти «недостающих» барионов находятся в виде рассеянного газа между галактиками, формирующего космическую сеть. Таким образом, ученые наконец-то узнали точное месторасположение искомой материи.

Исследовательская группа Коннора использовала методику анализа задержки каждого сигнала FRB при прохождении через космос, позволяющую отслеживать состояние газа вдоль траектории движения импульсов. По образному выражению эксперта, FRB выступают своего рода «космическими прожекторами»: «Эти всплески словно освещают туман межгалактического пространства, позволяя точно замерить задержку света и таким образом буквально взвешивать этот туман, хотя сам по себе он настолько прозрачен, что его невозможно разглядеть обычными средствами».

Полученные результаты однозначны: примерно 76% барионной материи Вселенной сосредоточено в межгалактической среде. Еще около 15% распределены в гало галактик, а незначительная доля содержится внутри звезд либо холодного галактического газа. Такое распределение соответствует ожиданиям современных космологических моделей, но ранее оно не имело прямого экспериментального подтверждения.

Тем временем на Плутоне обнаружили уникальный климат.