На протяжении многих лет ученые бились над одной из самых загадочных проблем космологии: куда делась большая часть обычной материи Вселенной? Оказывается, ответ был ближе, чем мы думали. Недавние прорывные исследования, опубликованные в престижных журналах Nature Astronomy и Astronomy and Astrophysics, пролили свет на эту загадку, изменив наше представление о структуре и составе космоса.
Радиоволны и рентгеновские лучи: два ключа к разгадке тайны
Представьте себе Вселенную как огромный, запутанный гобелен, где каждая нить – это галактика, звезда, планета. Но что насчет промежутков между этими яркими объектами? Оказывается, эти промежутки далеки от пустоты. Они заполнены тонкой, разреженной материей, которую невероятно трудно обнаружить.
Две команды астрономов использовали совершенно разные, но взаимодополняющие методы, чтобы заглянуть в эти космические тени. Первая команда использовала мощь быстрой радиовспышек (FRB) – ярких, коротких вспышек радиосигнала, исходящих из далеких галактик. Представьте себе свет, проходящий через призму: он расщепляется на спектр цветов. Точно так же, когда свет FRB проходит через межгалактическую материю, он немного задерживается, и этот эффект позволяет ученым измерить количество вещества на своем пути.
Вторая команда, с другой стороны, обратила свое внимание на рентгеновские лучи. Они обнаружили и тщательно изучили слабые рентгеновские лучи, исходящие из недавно открытой газовой нити, протянувшейся на колоссальные 23 миллиона световых лет. Разделяя фоновый шум от других источников, таких как черные дыры, ученые смогли определить плотность и температуру этой загадочной структуры.
Обычная материя: скрытая масса космоса
Что же показали эти исследования? Оказывается, обычная материя (та, из которой состоим мы сами, планеты и звезды) составляет всего лишь около 15% всей материи во Вселенной. Остальная часть — это загадочная темная материя, взаимодействие с которой пока не удается обнаружить напрямую.
Но где же прячется эта “пропавшая” обычная материя? Анализ множества FRB, в том числе и самого далекого FRB, когда-либо зарегистрированного (свету которого потребовалось 9 миллиардов лет, чтобы добраться до Земли), показал поразительную картину:
- 76% обычной материи находится между галактиками, рассеянная в виде тонкого, разреженного тумана.
- 15% образует ореолы материи, окружающие галактики.
- Только 9% содержится внутри галактик, в виде звезд, планет и холодного газа.
Представьте себе морской пейзаж: вершины волн – это галактики, а туманная вода между ними – это рассеянная материя, которую мы только недавно начали видеть.
Газовая нить: взгляд на природу недостающей материи
Изучение газовой нити предоставило ученым беспрецедентную возможность заглянуть в “лицо” этой недостающей материи. Оказалось, что эта нить имеет температуру более 10 миллионов градусов Цельсия и содержит примерно 10 протонов на кубический метр – экстремально разреженная, но все же существенная концентрация. Важно, что свойства этой нити соответствуют предсказаниям космологических моделей.
Что дальше? Будущие исследования и новые вопросы
Эти открытия открывают новые горизонты для астрофизики. Представьте себе возможность сравнить FRB, находящиеся за газовой нитью, с FRB, проходящими мимо нее. Это позволило бы точно определить, как нить влияет на межгалактическую среду.
“Проблема пропавшей материи возникла потому, что она оказывает глубокое влияние на некоторые из самых востребованных вопросов астрофизики, например, как образуются галактики?” – отмечают ученые. Благодаря этим новым исследованиям “теперь начинается самое интересное”.
Открытие и изучение этой “пропавшей” материи – это лишь один шаг к пониманию вселенной, которая, несмотря на наши открытия, все еще остается полной загадок и тайн. И каждый новый прорыв приближает нас к разгадке этих тайн, открывая новые горизонты для человеческих знаний.
