Обычная (барионная) материя, из которой состоят звезды, планеты и даже мы сами, составляет лишь малую часть общей материи Вселенной, информирует 24 Канал. Хотя она излучает свет различных длин волн и теоретически может быть обнаружена, ее рассеянность в огромных пространствах космоса делает эту задачу чрезвычайно сложной, особенно на расстояниях в сотни миллионов или миллиарды световых лет.
Смотрите также Магнитные бури в июне: Земля ожидает прибытия коронального выброса массы и очередные возмущения
Световой год – это расстояние, которое свет проходит за один год, то есть примерно 9,46 триллионов километров, и это помогает понять, насколько далеки эти объекты от нас.
Исследователи из Caltech использовали радиотелескоп DSA-110 для сбора данных о распределении этой материи в пространстве. Результаты показали, что 76% обычной материи расположено в межгалактическом пространстве, 15% сосредоточено в гало галактик, а остальное находится внутри самих галактик в виде звезд и холодного галактического газа.
Эти данные подтверждают прогнозы сложных космологических моделей, хотя ранее их не удавалось проверить прямыми наблюдениями.
Как нашли "исчезнувшую" материю?
Чтобы обнаружить рассеянную материю, астрономы воспользовались уникальными "прожекторами" Вселенной – быстрыми радиовсплесками (Fast Radio Bursts, FRBs). Эти всплески – это короткие, но чрезвычайно мощные импульсы радиоволн, которые длятся всего несколько миллисекунд, и их происхождение до сих пор остается загадкой для науки, хотя для этого исследования важен только их эффект.
FRBs излучают мощный радиоимпульс, который преломляется, встречая рассеянную материю на своем пути.
Когда радиоволны от этих всплесков достигают Земли, они рассеиваются на разные длины волн, подобно тому, как призма раскладывает солнечный свет на радугу. Степень этого рассеивания, или дисперсии, зависит от количества материи на пути света.
Для исследования было отобрано 69 быстрых радиовсплесков, координаты которых были определены с достаточной точностью, причем самый отдаленный из них находился на расстоянии 9,1 миллиарда световых лет, а ближайший – за 11,7 миллиона световых лет от Земли.
Почему это важно для науки
Полученные данные помогут исследователям лучше понять, как формируются и эволюционируют галактики, а также продемонстрируют, как быстрые радиовсплески можно использовать для решения важных космологических проблем. Одним из таких вопросов является определение массы нейтрино – частиц, которые, по Стандартной модели физики, не должны иметь массы, но наблюдения показывают, что она у них есть, хотя и чрезвычайно мала.
Проще говоря, нейтрино – это "призрачные" частицы, которые почти не взаимодействуют с материей, но их масса может указать на новые законы физики, которые выходят за пределы наших текущих знаний.
Планы на будущие исследования DSA-2000
Настоящий прорыв ожидается после введения в эксплуатацию нового, более мощного радиотелескопа DSA-2000, строительство которого запланировано в пустыне Невада. Этот инструмент сможет обнаруживать до 10 000 быстрых радиовсплесков в год, что значительно повысит их ценность как инструментов для изучения обычной материи и поможет глубже понять природу самих FRBs.
Кстати, недавно наземные телескопы впервые зафиксировали поляризованное реликтовое излучение. Это открытие имеет значение для понимания эпохи реионизации, когда первые звезды начали формироваться во Вселенной.