Де насправді знаходиться звичайна матерія Всесвіту – міжгалактичний газ виявився головним всесвітнім сховищем – новини науки

Спостереження 69 швидких радіосплесків показали домінування міжгалактичного гарячого газу.

Більша частина звичайної матерії Всесвіту не зосереджена в зорях чи галактиках. Нові спостереження показали, що вона переважно перебуває в просторі між галактиками. Це дозволило вперше завершити повний “перепис” атомної матерії, передбаченої теорією Великого вибуху, повідомляє Space.

Теорія Великого вибуху стверджує, що близько 5% вмісту Всесвіту складається зі звичайної, або баріонної, матерії — атомів з протонів, нейтронів і електронів. Проте десятиліттями астрономи не могли знайти значну частину цієї матерії у видимих об’єктах. Зірки, як з’ясувалося, містять лише близько 0,5% усієї матерії Всесвіту.

Найімовірнішим “сховищем” виявився темний простір між галактиками. Попри уявлення про вакуум, міжгалактичне середовище заповнене надзвичайно розрідженим, але дуже гарячим газом. Він утворює ниткоподібну структуру, відому як космічна павутина.

Щільність міжгалактичного середовища становить приблизно один атом на кубічний метр. Це в мільярди разів менше за щільність повітря на Землі. Водночас через гігантські розміри Всесвіту, діаметр якого сягає близько 92 мільярдів світлових років, загальна кількість матерії там є величезною.

Спостерігати цей газ складно через його температуру в мільйони градусів. Він випромінює переважно в рентгенівському діапазоні, а чутливість рентгенівських телескопів обмежена. Тому астрономи звернулися до іншого інструменту — швидких радіосплесків.

Швидкі радіосплески — це надкороткі, але надпотужні імпульси радіохвиль, відкриті у 2007 році. За мілісекунду вони можуть випромінювати стільки ж енергії, скільки Сонце за кілька днів. Сучасні дослідження пов’язують їх із магнетарами — нейтронними зорями з надпотужним магнітним полем.

Коли радіосплески проходять крізь міжгалактичний газ, їхній сигнал “розтягується” через взаємодію з електронами. За ступенем цього розсіювання астрономи можуть визначити, скільки матерії було на шляху сигналу. Це перетворило швидкі радіосплески на інструмент дослідження космічної павутини.

У дослідженні, опублікованому в червні 2025 року, вчені з Каліфорнійського технологічного інституту та Гарвардського центру астрофізики проаналізували 69 швидких радіосплесків. Для цього вони використали масив зі 110 радіотелескопів у Каліфорнії. Результати дали змогу вперше точно розподілити всю звичайну матерію Всесвіту.

З’ясувалося, що близько 76% звичайної матерії перебуває в міжгалактичному просторі. Ще 15% зосереджені в галактичних ореолах — розріджених оболонках навколо галактик. Лише 9% припадає на зорі та холодний газ усередині галактик.

Ці дані стали важливим підтвердженням теорії Великого вибуху. Вона передбачає саме таку кількість звичайної матерії, що утворилася в перші хвилини існування Всесвіту. Завершення цього “перепису” вважають однією з ключових перевірок космологічної моделі.

Кількість відомих швидких радіосплесків уже сягає кількох тисяч. Майбутні радіотелескопні масиви можуть довести темпи їх виявлення до 10 тисяч на рік. Це дозволить не лише рахувати атоми, а й створювати тривимірні карти космічної павутини.

Попри цей прогрес, більша частина Всесвіту все ще залишається загадкою. Основну масу й енергію складають темна матерія та темна енергія. Темна матерія переважає звичайну більш ніж у п’ять разів і утримує галактики разом, а темна енергія відповідає за прискорене розширення Всесвіту.

Хоча природа темної матерії досі невідома, її існування підтверджується гравітаційним лінзуванням. Видимої матерії недостатньо, щоб пояснити спостережуване викривлення світла. 

“Одну загадку, можливо, розгадано, але більша загадка все ще залишається загадкою”, — підсумував професор астрономії в Університеті Аризони Кріс Імпі.

Раніше науковці визначили зворотний бік Місяця як ідеальне місце для розкриття таємниць темної матерії. Дослідження показують, що аналіз слабких радіосигналів водню з епохи космічних “Темних віків” дозволить з’ясувати масу частинок темної матерії та визначити її температуру.