Загадка «пропавшего» вещества

Астрономы десятилетиями ломали голову над загадкой: куда делась половина обычной материи Вселенной? Согласно расчетам, барионная материя (из которой состоят звезды, планеты и мы сами) должна составлять около 15% массы космоса. Но при наблюдениях ученые находили лишь половину этого количества.

Теперь международная команда исследователей, возможно, нашла ответ: огромные облака ионизированного водорода, окружающие галактики, оказались гораздо массивнее, чем считалось. Эти невидимые ореолы и протяженные нити могут объяснить недостающую материю.

Как искали «потерянный» газ?

Ученые использовали данные двух мощных инструментов:

• Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) — спектрограф в обсерватории Китт-Пик (Аризона), который составил карту миллионов галактик.
• Космологический телескоп Атакама (ACT) в Чили, изучающий реликтовое излучение — «эхо» Большого взрыва.

Исследователи «сложили» изображения 7 млн галактик, чтобы выявить слабые сигналы от ионизированного водорода. Оказалось, что этот газ образует:

• Обширные ореолы вокруг галактик, в 5–10 раз больше их видимой части.
• «Космическую паутину» — нитевидные структуры, соединяющие галактики.

Газ настолько разрежен, что его невозможно увидеть напрямую. Но он рассеивает микроволновое излучение, оставшееся с ранних времен Вселенной. Именно это и зафиксировали телескопы.

«Наши измерения согласуются с тем, что весь недостающий газ наконец найден», — говорит Симоне Ферраро, соавтор исследования из Калифорнийского университета в Беркли.

Черные дыры — «двигатели» рассеянного газа?

Открытие также меняет представления о сверхмассивных черных дырах в центрах галактик. Раньше считалось, что они активно выбрасывают вещество лишь в молодости. Но новые данные говорят: этот процесс может быть цикличным.

«Черные дыры, вероятно, периодически включаются и выключаются, как в рабочем цикле», — объясняет Боряна Хаджиска, ведущий автор исследования.

Такие выбросы могли «надуть» гигантские газовые пузыри вокруг галактик, пополняя запасы рассеянного водорода.

Что дальше?

• Уточнение моделей. Данные помогут скорректировать расчеты эволюции Вселенной.
• Поиск связи с темной материей. Хотя найденная материя — обычная, ее распределение может указывать на влияние невидимой составляющей космоса.
• Новые инструменты. Телескопы следующего поколения, такие как SKA (Square Kilometre Array), смогут детальнее изучить эти газовые структуры.

Значение открытия

Если выводы подтвердятся, это решит одну из главных загадок современной астрофизики. «Пропавшая» материя не исчезла — она просто была слишком холодной и разреженной, чтобы ее заметить. Теперь, когда ученые знают, где искать, карта Вселенной станет полнее.

Исследование ожидает рецензирования в журнале Physical Review Letters, но уже доступно на сервере препринтов arXiv.

Вывод: Вселенная продолжает удивлять. Даже то, что кажется «пустым» пространством, может скрывать ключи к пониманию ее устройства.