Большая часть обычной материи во Вселенной, из которой состоят звёзды, планеты и люди, долгое время оставалась невидимой — не потому, что её нет, а потому что она была рассеяна в столь малых концентрациях, что обнаружить её напрямую было крайне сложно. Однако учёные из Калифорнийского технологического института (Caltech) с помощью радиотелескопа DSA-110 впервые картировали почти всё это «потерянное» вещество, показав, где оно на самом деле находится.

Для наблюдений использовались быстрые радиовсплески (FRB) — короткие, мощные импульсы радиоволн, происхождение которых пока не до конца ясно. Несмотря на свою загадочность, они отлично подходят для изучения космоса: проходя через пространство, они преломляются и рассеиваются при встрече с материей. Степень этого рассеивания указывает на количество вещества, оказавшегося на пути сигнала.

Анализ 69 радиовсплесков с известным местоположением, от ближайшего (в 11,7 млн световых лет) до самого далёкого (в 9,1 млрд световых лет), позволил точно определить, где сосредоточена обычная (барионная) материя:

• 76 % — в межгалактическом пространстве;

• 15 % — в гало галактик;

• 9 % — в звёздах и холодном газе внутри самих галактик.

Это подтверждает космологические прогнозы, которые ранее были лишь теоретическими. Работа Caltech — первое убедительное экспериментальное подтверждение этих моделей.

Результаты не только закрывают один из старейших вопросов астрофизики, но и открывают путь к новым исследованиям. Например, точные измерения распределения материи могут помочь в определении массы нейтрино — элементарной частицы, которая, по Стандартной модели, не должна обладать массой, но, как показывают наблюдения, всё же ею обладает.

Следующий шаг — запуск радиотелескопа DSA-2000, который планируется построить в Неваде. Он сможет регистрировать до 10 000 FRB в год и даст учёным ещё более точные данные о структуре Вселенной. Кроме того, это поможет приблизиться к разгадке природы самих радиовсплесков — одной из самых интригующих тайн современной астрофизики.