Нове дослідження показує, що галактики викидають речовину у космос значно інтенсивніше, ніж передбачали попередні моделі, — і саме це може пояснити, чому частина звичайної матерії у Всесвіті довгий час залишалася «зниклою».
Розкриття таємниці зниклої матерії
Попри домінування темної матерії, що становить більшість маси Всесвіту, навіть звичайна баріонна матерія — тобто газ і частинки, з яких складаються зорі, планети й люди — залишалася частково неврахованою. «Матерія складається з темної матерії, яка є домінуючим компонентом, і баріонної матерії, або, по суті, газу. Лише кілька відсотків цього газу існує у вигляді зірок, а решта — у формі дифузного газу», — пояснює Боряна Гадзійська з Каліфорнійського університету в Берклі.
Дифузний газ практично невидимий, тому його спостереження складне. Команда Гадзійської використала залишкове випромінювання Великого вибуху — космічний мікрохвильовий фон (КМФ), у якому баріонна матерія залишає ледь помітну тінь. Дослідники поєднали ці дані з аналізом гравітаційного лінзування, яке показує, як масивні об’єкти спотворюють післясвітіння Великого вибуху. Разом ці спостереження створили нову карту розподілу звичайної та темної матерії у Всесвіті.
Чорні діри як двигуни космічного розсіювання
Результати виявилися приголомшливими. Баріонна матерія виявилася набагато більш розсіяною, ніж очікувалося. Це означає, що надмасивні чорні діри у центрах галактик викидають газ у космос із неочікуваною силою, фактично «виштовхуючи» частину матерії за межі своїх галактик. Таким чином, процеси, які колись вважалися локальними — наприклад, активність квазарів, — насправді впливають на розподіл матерії у міжгалактичному просторі.
Колін Хілл з Колумбійського університету підкреслює: «Розуміння того, наскільки сильними є ці процеси, і скільки речовини може бути викинуте з галактики, залишається невизначеним». Комп’ютерні симуляції еволюції галактик уже включають подібні ефекти, але лише такі нові спостереження дозволяють уточнити інтенсивність і масштаб впливу чорних дір на космічне середовище.
Космічна «переписка» матерії
Отримані результати допомагають заповнити прогалини у так званому “баріонному переписі” — обліку звичайної речовини у Всесвіті. За словами Майкла Шулла з Університету Колорадо, навіть найсучасніші моделі мають значну частку невизначеності, тож подібні роботи є вирішальними для її зменшення. Дослідники планують доповнити аналіз спостереженнями за тим, як короткі космічні радіосплески проходять крізь розсіяний газ, що допоможе виміряти його густину та структуру.
Гадзійська вважає, що нові спостереження можуть навіть виявити фундаментальні відхилення у стандартній космологічній моделі. «Ми сподіваємося, що щось зламається. Можливо, саме темна матерія виявиться тим місцем, де ми вперше побачимо відхилення від загальноприйнятої теорії», — каже вона.
Нове бачення Всесвіту
Це відкриття додає ще один штрих до розуміння того, як надмасивні чорні діри формують архітектуру космосу. Їхня роль виявляється не лише у поглинанні речовини, а й у масштабному її перерозподілі між галактиками, що визначає хімічний і термодинамічний стан міжгалактичного середовища.
Таким чином, Всесвіт, який ми бачимо сьогодні, — це не просто результат гравітаційного тяжіння, а наслідок величезної енергії, що викидається з сердець галактик, змінюючи обличчя космічного простору на мільярди років уперед.