Brakująca materia w kosmosie odnaleziona dzięki... tajemniczym błyskom radiowym

Nie chodzi tu o często opisywany temat poszukiwań antymaterii, odpowiadającej za 85 proc. ”treści” Wszechświata, ale nieco irytującego ”manka w księgach rachunkowych” naszej rzeczywistości.

Około 30 lat temu naukowcy przewidzieli ilość materii, z której składał się świat po Wielkim Wybuchu. Sęk w tym, że 13 miliardów lat później astronomowie nadal nie mogą doliczyć się połowy. Mówimy tu o tej zwykłej materii, tzw. barionowej, zbudowana z atomów pierwiastków chemicznych lub ich jonów, z których składają się i ludzie, i gwiazdy.

Tu skorzystano z błysków FRB, które niczym promieniowanie świetlne zakrzywiające się przechodząc przez pryzmat, zwalniają przenikając przez tę brakującą materię. Według aktualnej teorii, wypełniająca przestrzeń międzygwiezdną materia jest tak rozrzedzona, że niemal nic na nią nie wpływa. Zjawisko to ilustruje poniższa grafika przygotowana przez australijskich ośrodek naukowy ICRAR (International Centre for Radio Astronomy Research).

Grafika: ICRAR

Choć nie odbija światła (nie da się jej zobaczyć), ”rozcieńczona” materia spowalnia w mierzalny sposób szybkie sygnały radiowe. Jak czytamy w czasopiśmie ”Nature", naukowcom udało się wyłapać te opóźnienia w FRB i namierzając położenie źródła 6 sygnałów w odległych galaktykach określić gęstość materii, przez którą przechodziły.

- Kilka dekad temu astronomowie określili, ile materii powinno istnieć po Wielkim Wybuchu, ale dotąd mogliśmy doliczyć się niespełna połowy. Rezultaty naszych badań w końcu zgodziły kosmiczne księgi rachunkowe – wyjaśnił CNN prof. Jean-Pierre Macquart, główny autor badania, astronom z Curtin University. Placówka jest częścią sieci naukowej ICRAR.

Problem manka ”uwierał”, bo zmuszał astronomów do podważania istniejących teorii i własnej wiedzy o Wszechświecie. Nie chcąc kompletnie odrzucać założeń sprzed lat stworzono teorię o ukrytej materii. Miałaby ona (co teraz potwierdzono) pozostawać niewidoczna w stanie bardzo niskiej gęstości i wysokiej temperatury.

- Była cały czas przed naszymi oczami, ale tak rozrzedzona, że ani nie emitowała światła, ani nie pochłaniała, ani nie odbijała – dodaje Macquart.

Poniższa animacja opublikowana przez ICRAR przedstawia przebieg zjawiska i sposób, w jaki zostało zbadane z pomocą olbrzymiego radioteleskopu ASKAP w Zachodniej Australii (Australian Square Kilometre Array Pathfinder) oraz Very Large Telescope w Chile.

Missing Matter from ICRAR on Vimeo.

W kolejnych badaniach FRB naukowcy będą chcieli określić sposób rozmieszczenia tej materii w przestrzeni międzygwiezdnej.

- Może kryje się w okolicy galaktyk, łącząc je jak nici waty cukrowej? A może rozciąga się równo po całym Wszechświecie, niczym delikatna mgiełka? – zastanawia się Macquart i dodaje, że znalezienie odpowiedzi na to pytanie jest niezbędne do zrozumienia ”kosmicznego ekosystemu, w którym jak w atmosferze wzrastają galaktyki”.

Jan Sochaczewski