Новый метод с радиовсплесками помог найти недостающую материю Вселенной
Ученые Массачусетского технологического института (MIT) в составе коллаборации CHIME/FRB разработали метод поиска недостающей обычной материи во Вселенной с помощью быстрых радиовсплесков (FRB). Эти всплески — сверхъяркие миллисекундные радиосигналы из далеких галактик. Проходя через материю, сигнал «размазывается» во времени: чем больше материи на пути, тем сильнее искажение. Исследователи измерили степень искажения тысяч FRB, зафиксированных на Земле, и сопоставили их с расположением миллионов галактик. Так они не только подтвердили наличие недостающей материи, но и определили, где она находится — в разреженных облаках вокруг групп галактик, простирающихся гораздо дальше, чем предполагалось. Данную информацию сообщает портал Phys.org.
«Мы обнаружили, что в целом там, где больше галактик, вокруг них больше и недостающей материи», — говорит Хаочэнь Ван, аспирант Института астрофизики и космических исследований MIT имени Кавли. Результаты, опубликованные в журнале Physical Review Letters, подтверждают гипотезу о том, что материя выбрасывается за пределы галактики джетами черных дыр, взрывами звезд и другими высокоэнергетическими процессами. Причем эти процессы оказались более мощными, чем считалось ранее. «Мы находим недостающую материю, которая выталкивается на большие масштабы, — поясняет Киёси Масуи, доцент физики MIT. — Эти измерения показывают, что активность звезд и черных дыр сильнее и гораздо более бурная, чем предсказывалось».
Обычная материя во Вселенной состоит в основном из барионов — субатомных частиц, включающих протоны и нейтроны. Сразу после Большого взрыва барионная материя составляла около 17% всей материи, остальное приходилось на темную материю. Однако сегодня масса всех звезд, галактик и облаков — лишь около 10% от того количества барионов, что было в ранней Вселенной. Недостающая материя, вероятно, находится в межгалактическом пространстве при чрезвычайно низкой плотности — около одного протона на кубический метр, что делает ее обнаружение крайне сложным.
Для нового исследования команда использовала данные двух инструментов: радиотелескопа CHIME в Британской Колумбии (Канада), который зафиксировал около 4000 быстрых радиовсплесков, и спектроскопа DESI на телескопе Мэйолла в Аризоне (США), измеряющего свет более 30 миллионов галактик. Из каталога CHIME ученые отобрали 2870 сигналов FRB. Измерив «размазывание» каждого сигнала, они соотнесли эти данные с расположением более 6 миллионов галактик. Новый метод позволил не только подтвердить наличие недостающей материи, но и впервые увидеть ее форму — протяженные облака вокруг галактик, что помогает понять, как формируются галактики и как они взаимодействуют с окружающей средой.
