По крайней мере половина барионной материи Вселенной, состоящей в основном из протонов, остается неучтенной. Считается, что она прячется в виде тонкого слоя теплого газа на краю галактик. На протяжении нескольких десятков лет астрономы ищут ее по излучению от далеких квазаров, однако, из-за низкой плотности она была в значительной степени невидима для большинства телескопов.

Команда ученых из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики и Калифорнийского технологического института обнаружила и объяснила эту недостающую повседневную материю, используя для освещения тонких структур быстрые радиовсплески (FRB), отдельные импульсы радиоволн. «FRB просвечивают сквозь туман межгалактической среды, и, точно измеряя, как замедляется свет, мы можем взвесить этот туман, даже когда он слишком слаб, чтобы его увидеть», — сказал Лиам Коннор, руководитель исследовательской группы.

Несмотря на то, что потенциал быстрых радиовсплесков во «взвешивании» материи между галактиками астрономам ясен, далеко не все из них пригодны для этой цели. Для того, чтобы служить мерилом вещества, энергетический всплеск должен иметь локализованную точку происхождения с известным расстоянием до нашей планеты. До сих пор астрономам удалось выполнить такую локализацию только примерно для сотни FRB, пишет Space.

Специалисты из США использовали 69 быстрых радиовсплесков из источников на расстоянии от 11,7 млн до 9,1 млрд световых лет. Из них FRB 20230521B оказался самым далеким источником из когда-либо обнаруженных.

Когда импульс быстрого радиовсплеска проходит через материю, его свет разделяется на разные длины волн. Угол, под которым они делятся, можно использовать для определения количества материи, находящейся в облаках или структурах, через которые проходят FRB. «Мы как будто видим тень всех барионов, а FRB — это подсветка, — пояснил Викрам Рави, один из исследователей. — Если вы видите перед собой человека, вы можете многое о нем узнать. Но если вы видите только его тень, вы все равно знаете, что он там, и примерно понимаете, насколько он большой».

Результаты расчетов позволили ученым установить, что примерно 76% обычной материи Вселенной таится в пространстве между галактиками, известном как межгалактическая среда. Они обнаружили, что еще 15% заперты в обширных диффузных гало вокруг галактик. Остальные 9%, по-видимому, сосредоточены внутри галактик, принимая форму звезд и холодного галактического газа.

Такое распределение согласуется с прогнозами, полученными с помощью передового компьютерного моделирования Вселенной и ее эволюции, но впервые было зарегистрировано в астрономических наблюдениях.

Команда ученых ЦЕРНа совершила первое в своем роде открытие, приближающее нас к разгадке барионной асимметрии Вселенной. Они обнаружили, что родственник протонов и нейтронов, прелестный лямбда-барион, отличается от своей античастицы скоростью распада.