Астрономы наконец нашли недостающее вещество во Вселенной – то самое, которое всё это время ускользало от наблюдений и вызывало серьёзные вопросы к космологической модели Большого взрыва. Речь идёт не о загадочной тёмной материи, а об обычной – той самой, из которой сделаны звёзды, планеты и мы с вами. Согласно расчётам, во Вселенной должно быть гораздо больше “нормального” вещества, чем можно было увидеть в телескоп. Более половины из него попросту не находили.
Теперь же международная команда учёных, включая исследователей из Калифорнийского университета в Беркли и Национальной лаборатории Беркли, пришла к выводу , что пропавшее вещество скрывается в виде крайне разреженного и невидимого ионизированного водорода, окутывающего галактики огромными, ранее недооценёнными по масштабу гало. Эти результаты не только решают давнюю загадку “потерянных барионов”, но и намекают, что сверхмассивные чёрные дыры в центрах галактик могут быть куда более активными, чем считалось ранее. Вместо того чтобы ограничиваться близким окрестностям, они выбрасывают горячий газ в пять раз дальше, распространяясь на сотни тысяч световых лет.
Чтобы обнаружить столь слабый след газа, исследователи использовали хитрый метод: они сложили изображения миллионов галактик, полученные с помощью спектроскопического инструмента DESI на телескопе в Аризоне. Так удалось выявить тонкие искажения реликтового излучения – древнего “эхо” Большого взрыва, которое пронизывает Вселенную. Это явление известно как кинематический эффект Сюняева-Зельдовича и возникает, когда реликтовое излучение рассеивается на электронах в ионизированном газе. Таким образом, реликтовое излучение стало своеобразным “фонариком”, подсветившим ту материю, которую невозможно было заметить обычными способами.
Собранные данные показали, что водородные гало намного шире и рассеяннее, чем предполагалось, и вовсе неравномерны – они вытягиваются вдоль гигантских космических нитей, соединяющих галактики. Это открытие потребует пересмотра существующих моделей эволюции галактик, ведь оно затрагивает представления о том, как звёзды рождаются, как чёрные дыры взаимодействуют с окружающим веществом и как в целом устроена Вселенная. Некоторые модели уже начали учитывать более мощные механизмы выброса газа, и они, как ни странно, начали лучше совпадать с наблюдаемой картиной.
Но на этом важность открытия не заканчивается. Оно затрагивает и более фундаментальные аспекты космологии. Например, в классических моделях считалось, что обычное вещество (барионы) в основном следует за распределением тёмной материи. Новые же данные показывают, что значительная часть газа выталкивается из галактик, нарушая это предположение. Такое несоответствие может объяснить другие странности, вроде неоднородности структуры Вселенной, и устранить часть расхождений между теорией и наблюдениями.
Теперь, когда известно, где находится “пропавшее” вещество, учёные надеются использовать тот же метод для изучения более далёких участков Вселенной и даже для тестирования законов гравитации в ранней космологической эпохе. Это открытие не просто закрывает старую гештальт – оно открывает новые горизонты для изучения того, как именно возникла и развивается наша Вселенная.