Desaťročia pretrvávajúca záhada vyriešená: Konečne vieme, kde sa nachádza chýbajúca hmota vo vesmíre!
Výskumníci odhalili chýbajúcu baryónovú hmotu, ktorá sa nachádza medzi galaxiami.
Výskumníci už roky čelia problému s chýbajúcou hmotou. V tomto prípade nejde o záhadnú temnú hmotu, ktorá neinteraguje so svetlom a o jej existencii vieme len prostredníctvom gravitácie, no “normálnu” baryónovú hmotu, teda hmotu, z ktorej sa skladajú mesiace, planéty a hviezdy.
V prelomovej štúdii výskumníci z Harvard and Smithsonian lokalizovali chýbajúcu baryónovú hmotu prostredníctvom ďalšieho záhadného úkazu, rýchlych rádiových zábleskov. Ide o mimoriadne krátke záblesky rádiového žiarenia, ktoré ale obsahujú obrovské množstvo energie. Výskumníci v rámci štúdie sledovali tieto rýchle rádiové záblesky, skrátene FRB, počas ich púte medzigalaktickým médiom.
Presnejšie sa zamerali na v súčasnosti najvzdialenejší FRB záblesk, aký sme objavili. Pomocou tohto záblesku, ktorý autorov štúdie viedol, sa im podarilo zistiť, že viac ako tri štvrtiny obyčajnej hmoty sa ukrýva v tenkom plynovom závoji medzi galaxiami. Ide o významný krok v pochopení toho, ako hmota interaguje vo vesmíre a ako sa správa.
“Desaťročia sa výskumníci snažia prísť na to, kde sa nachádza najmenej polovica baryónovej hmoty vo vesmíre. V minulosti sme ju hľadali pomocou ultrafialového alebo röntgenového žiarenia. Až nedávno sa nám podarilo odhaliť, že sa táto hmota môže ukrývať v priestore medzi galaxiami. Ide o hmotu, ktorá existuje vo forme mimoriadne tenkého a teplého plynu. Preto je táto hmota prevažne neviditeľná pre naše teleskopy,” hovoria autori štúdie.
Kde sa nachádza chýbajúca hmota
Ako sme už spomenuli, FRB záblesky sú krátke no mimoriadne jasné signály. Pochádzajú väčšinou zo vzdialených galaxií. Výskumníci len nedávno zistili, že tieto signály nám môžu pomôcť zmerať baryónovú hmotu vo vesmíre. V rámci štúdie analyzovali 60 FRB zábleskov, pričom ten najvzdialenejší ku nám cestoval 9,1-miliárd svetelných rokov. Ide o záblesk FRB 20230521B, ktorý je najvzdialenejším FRB zábleskom, aký sme objavili. Hlavne vďaka nemu sa výskumníkom podarilo odhaliť chýbajúcu hmotu, ktorá sa po celý čas ukrývala v medzigalaktickom médiu.
“Ide o záhadu, ktorá pretrvávala celé desaťročia. Problém s chýbajúcou baryónovou hmotou ale nikdy nebol o tom, či táto hmota existovala, no skôr otázkou toho, kde sa nachádza. Vďaka zábleskom FRB teraz môžeme s istotou povedať, že na túto záhadu poznáme odpoveď. Chýbajúce tri štvrtiny “normálnej” hmoty sa nachádzajú v priestore medzi galaxiami v kozmickej sieti,” hovorí Liam Connor, vedúci nového výskumu.
Autori odhalili chýbajúcu hmotu tým, že skúmali, do akej miery je každý FRB signál spomalený, keď prechádza vesmírom. Na základe týchto variácií výskumníci zmapovali chýbajúcu hmotu vo vesmíre. FRB záblesky popisujú autori štúdie ako kozmické lampáše, ktoré dokážu presvietiť cez “hmlu” intergalaktického média. Zároveň vedcom dovoľujú presne merať ako sa svetlo spomaľuje, čím získavajú informácie o hmotnosti tohto materiálu.
Neprehliadni
Záhada vyriešená
Výsledky štúdie ale hovoria jasne. Približne 76% baryónovej hmoty vo vesmíre sa nachádza v medzigalaktickom médiu. Približne 15% sa nachádza v galaktických halách, bubline materiálu v okolí galaxie. Zvyšok sa nachádza vo hviezdach, planétach, mesiacoch a plyne vo vnútri samotnej galaxie.
Distribúcia baryónovej hmoty sedí s pokročilými kozmologickými modelmi, no až donedávna nebola potvrdená konkrétnými dôkazmi. Výskumníci označujú túto štúdiu ako “triumf modernej astronómie”.
Zároveň vysvetľujú, že chýbajúca hmota je vťahovaná do galaxií prostredníctvom gravitácie. Môže sa ale stať, že ju supermasívne čierne diery, alebo explodujúce hviezdy, odfúknu z galaxie von. Vedci veria, že zmapovanie normálnej baryónovej hmoty nám otvára dvere k ďalším fascinujúcim objavom. Nadchádzajúce vesmírne observatóriá majú potenciál pomôcť nám zmapovať kozmickú sieť v neuveriteľnom detaile. Ide o budúce observatóriá, ako napríklad Canadian Hydrogen Observatory alebo Radio-transient Detector. Pomocou nich budeme môcť zaznamenať tisíce ďalších FRB zábleskov.
