Найдена «недостающая» материя во Вселенной
Все знают о темной материи. Но и с обычной, барионной, не так все просто. После Большого взрыва ее получилось около 17%. Примерно 10% образовали звезды, планеты и нас — то, что видно. А где остальное?
Ученые давно задаются этим вопросом, и вот, наконец, найден способ найти «пропажу» — при помощи быстрых радиовсплесков. Сама методика и первые полученные с ее применением результаты описаны в журнале Physical Review Letters.
«Мы обнаружили, что в целом, там, где больше галактик, как правило, больше недостающей материи вокруг них», — говорит астрофизик-космолог Хаочен Ван из Массачусетского технологического института, ведущий автор исследования.
Применять быстрые радиовсплески (FRB) для поиска этой недостающей материи догадались чуть ли не сразу после их открытия.
«FRB так хороши для зондирования недостающей материи из-за их уникального свойства. Они возникают как чрезвычайно короткая вспышка, а проходя сквозь материю, со временем "размазываются". И мы можем очень точно измерить это размывание, которое прямо пропорционально количеству недостающей материи на пути FRB», — объясняет Ван.
Как и следовало ожидать, «пропажа» нашлась в межгалактическом пространстве. Авторы новой работы пошли дальше.
«Мы не просто проверяем, находится ли газ внутри галактики или нет, — мы видим форму недостающей материи, которая ее окружает. Картируя форму недостающей материи, мы можем понять, как образуются галактики и как они взаимодействуют со своим окружением», — подчеркивает исследователь.
Ученые сопоставили 2870 сигналов FRB с радиотелескопа CHIME в Британской Колумбии с картой галактик, составленной прибором для изучения темной энергии DESI в Аризоне. По каждому радиовсплеску замерили, насколько растянуло его путешествие через время и пространство, с учетом частоты излучения.
Расчеты показали, что недостающая барионная материя, как правило, сосредоточена вокруг галактик и их скоплений — но в виде не плотного шара, а напоминая скорее разреженное облако.
«Галактика простирается всего на несколько сотен тысяч световых лет в поперечнике, а мы обнаружили недостающую материю на расстоянии до 4 миллионов световых лет», — приводит пример астрофизик-космолог MIT Киеси Масуи, соавтор статьи.
CHIME продолжает регистрировать все новые FRB, поэтому разработчики метода уверены, что смогут улучшить его.
«Мы заставили его работать впервые, и с улучшением данных мы сможем добиться еще большей точности», — заключает Масуи.
