Быстрый радиовсплеск раскрывает космические сокровища, скрытые десятилетиями

DNVN — Десятилетиями учёные бились над вопросом: куда «исчезла» большая часть видимой материи во Вселенной? Теперь, благодаря загадочным радиосигналам из далёкого космоса, астрономы получили ответ.

Tạp chí Doanh Nghiệp•18/08/2025

Пропавшая материя: великая загадка Вселенной

Наша Вселенная состоит из двух основных типов материи: тёмной материи и обычной материи. Тёмная материя составляет большую часть, но она невидима и может быть обнаружена только благодаря её гравитационному воздействию. В отличие от неё, обычная материя, включающая атомы, планеты и всё остальное, что мы видим, составляет всего 16% всей материи.

Một nghiên cứu mới đã xác định chính xác vật chất

Новое исследование позволило точно определить «пропавшую» материю во Вселенной, используя в качестве ориентира быстрые радиовсплески (FRB) – короткие, яркие радиосигналы из далёких галактик. На этой иллюстрации художник изображает яркий FRB, движущийся сквозь туман между галактиками, известный как межгалактическая среда. Более длинные волны, показанные красным цветом, замедляются по сравнению с более короткими, синими, что позволяет астрономам «взвешивать» обычно невидимую материю. Фото: Мелисса Вайс/CfA

Согласно космологическим моделям, большая часть этой обычной материи не сосредоточена в звёздах или планетах, а широко рассеяна в межгалактическом пространстве. Однако из-за её чрезвычайно низкой плотности около половины этой материи долгое время «ускользало» от наблюдений учёных .

FRB: Свет из далекой вселенной

В исследовании, опубликованном в журнале Nature Astronomy, исследователи из Калифорнийского технологического института и Гарвардско-Смитсоновского центра астрофизики (CfA) нашли ответ. Для обнаружения исчезнувшей материи они использовали быстрые радиовсплески (FRB) – короткие, но интенсивные вспышки энергии.

«Быстрые радиовсплески просвечивают сквозь туман межгалактической среды, и, точно измеряя скорость замедления света, мы можем взвесить этот туман, даже если он слишком слаб, чтобы его увидеть», — объясняет Лиам Коннор, доцент Гарвардского университета и ведущий автор исследования.

Данные рекордных взрывов

Sơ đồ của họa sĩ này mô tả một số trong 60 FRB trong nghiên cứu—FRB 20221219A, FRB 20231220A và FRB 20240123A—được sử dụng để theo dõi hành trình của khí qua không gian giữa các thiên hà và lập bản đồ mạng lưới vũ trụ. Nguồn: Jack Madden/CfA, IllustrisTNG Simulations

На этой схеме художника изображены некоторые из 60 быстрых радиовсплесков (FRB) в исследовании — FRB 20221219A, FRB 20231220A и FRB 20240123A, — которые использовались для отслеживания перемещения газа в межгалактическом пространстве и составления карты космической паутины. Источник: Джек Мэдден/CfA, IllustrisTNG Simulations

Группа проанализировала 69 различных FRB, находящихся на расстоянии от 11,74 миллионов до 9,1 миллиардов световых лет. Примечательно, что самый дальний FRB в исследовании, получивший обозначение FRB 20230521B, является самым дальним из когда-либо зарегистрированных FRB. 39 из них были идентифицированы телескопом Deep Synoptic Array-110 (DSA-110) в радиообсерватории Оуэн-Вэлли Калифорнийского технологического института, сетью телескопов, специально разработанных для обнаружения и определения местоположения FRB. Остальные 30 FRB были получены с других телескопов по всему миру , в первую очередь с австралийского телескопа Square Kilometre Array Pathfinder.

Подход учёных подобен наблюдению за «тенью» материи. Профессор Викрам Рави из Калифорнийского технологического института сравнил это так: «Мы словно видим тени всех барионов, а быстрые радиовсплески служат фоновой подсветкой... Если вы видите перед собой человека, вы можете многое о нём сказать. Но даже если вы видите только его тень, вы всё равно знаете, что он там, и можете оценить его размер».

Новый потенциал космологии

Результаты исследования показывают, что 76% обычной материи Вселенной находится в межгалактическом пространстве, 15% — в галактических гало, а остальная часть сосредоточена в галактиках. Это распределение соответствует прогнозам моделирования, но впервые подтверждено реальными наблюдениями.

Ý tưởng của nghệ sĩ này mô tả vật chất thông thường trong lớp khí mỏng, ấm tạo nên môi trường liên thiên hà (IGM)—thứ mà các nhà khoa học khó có thể quan sát trực tiếp cho đến nay. Các màu sắc ánh sáng khác nhau di chuyển với tốc độ khác nhau trong không gian. Ở đây, nghệ sĩ đã sử dụng màu xanh lam để làm nổi bật các vùng dày đặc hơn của mạng lưới vũ trụ, chuyển sang ánh sáng đỏ hơn cho các vùng chân không. Nguồn: Jack Madden, IllustrisTNG, Ralf Konietzka, Liam Connor/CfA

Эта концепция художника изображает обычную материю в разреженном теплом газе, составляющем межгалактическую среду (МГС), которую учёные до сих пор не могли наблюдать напрямую. Свет разных цветов распространяется в пространстве с разной скоростью. Здесь художник использовал синий цвет для выделения более плотных областей космической паутины, переходя к более красному свету для областей вакуума. Автор: Джек Мэдден, IllustrisTNG, Ральф Кониецка, Лиам Коннор/CfA

Это открытие не только раскрывает важную тайну, но и открывает новое направление в космологии. Данные FRB могут помочь учёным лучше понять эволюцию галактик и даже определить массу субатомных частиц, называемых нейтрино, – ключевого элемента для выхода за рамки Стандартной модели физики элементарных частиц.

По словам профессора Рави, это только начало. В будущем радиотелескоп DSA-2000 в пустыне Невада, который, как ожидается, будет регистрировать до 10 000 быстрых радиовсплесков в год, обещает помочь нам глубже раскрыть тайны Вселенной.

Ла Кхе (по данным SciTechDaily)

Source: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/vu-no-vo-tuyen-nhanh-he-lo-kho-bau-vu-tru-bi-che-giau-suot-nhieu-thap-ky/20250817083747028