Астрономи виявили половину матерії Всесвіту, якої бракує: вона ховалася у всіх на виду

Дослідження опубліковано в журналі Physical Review Letters, пише Phys.

Усе, що ми бачимо на Землі та в космосі, складається з атомів і є звичайною матерією, все інше, а це більша частина маси Всесвіту, є темною матерією. Але розрахунки вчених показали, що матерія, з якої складаються зірки і міжзоряний газ, яку ми бачимо, не відповідає загальному обсягу видимої матерії у Всесвіті. Лише приблизно 7% із 15% усієї видимої матерії сконцентровано у вигляді зірок і міжзоряного газу.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Тепер астрономи з'ясували, що решта 8% звичайної матерії перебуває у вигляді дуже розсіяного іонізованого водневого газу, який вчені просто не могли побачити. Цей газ утворює гало навколо галактик і є більш роздутим і великим, ніж думали астрономи. Також цей водневий газ міститься в нитках, що з'єднують галактики й утворюють космічне павутиння.

Іонізований водень невидимий для традиційних телескопів. Тому, щоб виявити цю приховану матерію, астрономи використовували переваги найстарішого світла Всесвіту, відомого як реліктове випромінювання.

Використовуючи це світло як своєрідне космічне підсвічування, астрономи виміряли, як воно змінювалося під час проходження через хмари іонізованого газу. Також астрономи склали разом зображення приблизно 7 млн галактик, зроблені за допомогою приладу DESI, встановленого на телескопі в Національній обсерваторії Кітт-Пік, США. Потім вони порівняли ці зображення з вимірами реліктового випромінювання, отриманими за допомогою Атакамського космологічного телескопа, розташованого в Чилі.

Таким чином ученим вдалося виявити розподіл іонізованого водневого газу, який до цього залишався невидимим. Вчені кажуть, що виявлення відсутньої кількості водню може мати глибокі наслідки для розуміння природи Всесвіту. Результати нового дослідження усувають протиріччя між спостереженнями за космосом і стандартною космологічною моделлю.

Під час дослідження астрономи також виявили, що надмасивні чорні діри в центрах галактик є більш активними, ніж передбачалося. З'ясувалося, що чорні діри викидають приблизно в 5 разів більше матерії та випромінювання, ніж вважали вчені.

Раніше вважалося, що надмасивні чорні діри стають активними, коли викидають матерію і випромінювання далеко за межі центру галактик насамперед у роки свого формування. Але якщо іонізований водневий газ так широко поширений навколо галактик, це означає, що центральні чорні діри можуть ставати активними і в інші періоди свого життя.

Ця активність створює те, що астрономи називають зворотним зв'язком: матерія і випромінювання, що йде з галактичного центру далі в космос, регулює народження зірок. Раніше у вчених були натяки на такий великий зворотний зв'язок, але нове дослідження підкріплює це твердження.

Нові дані показують, що іонізований водневий газ не хаотично плаває навколо галактик, а натомість прямує нитками космічної павутини через Всесвіт. Астрономи вважають, що результати дослідження необхідно включити в поточні моделі еволюції галактик і Всесвіту загалом.

Відсутня матерія завжди перебувала у всіх на очах, але потрібно було знайти спосіб, щоб її виявити, і астрономам це вдалося.

Як уже писав Фокус, Всесвіт робить те, чого від нього не очікували і це вирішує одну з найбільших загадок космосу. Астрономи давно знають, що Всесвіт розширюється, але значення швидкості цього розширення різниться залежно від методів вимірювання. Ця невідповідність відома, як проблема Габбла. Вчені знайшли її рішення.