Vědci lokalizovali „chybějící“ hmotu vesmíru v obrovských mračnech kolem galaxií

Astronomové přesně určili polohu dlouho hledané „chybějící“ běžné hmoty vesmíru. Zjistili, že je rozptýlena v obrovských, řídkých mračnech táhnoucích se miliony světelných let od galaxií – mnohem dále, než předpovídaly počítačové simulace.

Nové sčítání vesmíru

Ve studii publikované v časopise Physical Review Letters vyvinuli výzkumníci z projektu CHIME/Fast Radio Bursts metodu, která křížově porovnává tisíce detekcí rychlých rádiových záblesků (FRB) s mapovanými pozicemi milionů galaxií. Tým vedený Haochenem Wangem, doktorandem z Kavliho institutu pro astrofyziku a vesmírný výzkum při MIT, a Kiyoshim Masuim, docentem fyziky na MIT, analyzoval 2 870 signálů FRB zachycených radioteleskopem CHIME v Britské Kolumbii. Tato data následně porovnali s polohou více než šesti milionů galaxií katalogizovaných přístrojem Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) na observatoři Kitt Peak v Arizoně.sflorg+1

Technika spoléhá na vlastnost rychlých rádiových záblesků: když tyto milisekundové záblesky rádiových vln putují vesmírem, jsou „rozmazávány“ hmotou, kterou procházejí. Vlnové délky s nižší energií jsou zpožděny více než ty s vyšší energií, a měřením míry tohoto rozmazání mohou vědci přesně vypočítat, kolik hmoty každý záblesk na své cestě k Zemi potkal.miragenews+1

Dále, než se čekalo

Analýza odhalila, že chybějící baryonová hmota – protony, neutrony a elektrony, které nebyly započítány ve hvězdách a galaxiích – se shromažďuje v řídkých „obláčcích“ obklopujících skupiny galaxií. Tato mračna sahají zhruba čtyři miliony světelných let od svých hostitelských galaxií, což je výrazně dále, než předpovídaly počítačové simulace.sflorg+1

„Galaxie má průměr možná několik stovek tisíc světelných let a my jsme našli chybějící hmotu až do vzdálenosti asi 4 milionů světelných let,“ uvedl Masui. „To je o dost dále, než předpovídají simulace.“sflorg

Zjištění naznačují, že výtrysky z černých děr, supernovy a další energetické galaktické procesy vytlačují plyn mnohem větší silou, než vědci předpokládali. „Zjišťujeme, že aktivita v galaxiích je chaotičtější, než jsme si mysleli,“ řekl Wang. „Jsou spíše jako fontány a skutečně vytlačují plyn do velmi velkých vzdáleností.“sflorg

Škálovatelný nástroj

Victoria Kaspi, profesorka fyziky na McGillově univerzitě a spoluautorka studie, označila rychlé rádiové záblesky za „úžasně účinné při zkoumání distribuce hmoty ve vesmíru“. Vzhledem k tomu, že CHIME od zahájení pozorování detekoval zhruba 4 000 FRB, tým očekává, že se metoda bude s přibývajícími daty zpřesňovat. „Podařilo se nám to poprvé zprovoznit a s lepšími daty to bude fungovat ještě přesněji,“ dodal Masui.miragenews