В пустотах Вселенной оказалось меньше обычного газа
Кратко
Астрономы использовали задержку радиосигналов от 3455 быстрых радиовсплесков, чтобы оценить, сколько обычного вещества скрыто в 1228 космических пустотах. В среднем в их центре нашли дефицит обычного вещества примерно на 60% ± 30%, а сигнал заметили на уровне 3,2σ.
Почему это важно
Это помогает понять, куда делось обычное вещество во Вселенной: оно не исчезло, а, похоже, разрежено и собрано в очень горячий, но слабый газ в самых пустых областях. Такие измерения задают ориентир для будущих карт вещества в космосе и для моделей того, как галактики и их окружение разгоняют газ в пустоты.
Разбор
Авторы взяли не сами пустоты, а следы, которые через них проходят: радиовсплески. У быстрого радиовсплеска сигнал растягивается и запаздывает по-разному на разных частотах, потому что по дороге он проходит через свободные электроны. Чем больше такого вещества на пути, тем сильнее задержка. Учёные собрали 3455 таких лучей зрения от CHIME/FRB и посмотрели, что происходит с ними, когда они проходят через 1228 пустот из каталога SDSS BOSS.
Дальше они не искали отдельные «пятна» газа внутри каждой пустоты, а сложили много слабых сигналов вместе — это называется stacking, то есть усреднение большого числа похожих наблюдений, чтобы вытащить общий эффект из шума. Так удалось увидеть, что в центрах пустот задержка радиосигнала меньше обычной. Иначе говоря, там действительно не хватает обычного вещества, но не потому, что оно пропало: скорее всего, оно разрежено до очень низкой плотности.
Интересно, что этот результат совпал с простой моделью, где пустоты строят прямо по тому, как бедны галактиками их наблюдаемые области, и затем подбирают распределение газа по связи между задержкой FRB и расстоянием. Авторы ещё сопоставили свои данные с уже известными измерениями эффекта Сюняева — Зельдовича, который показывает горячий газ через его влияние на реликтовое излучение. Вместе эти данные намекают, что газ в пустотах не холодный и не плотный, а скорее тёпло-горячий и очень разреженный — именно такой, какой и ожидают компьютерные модели космической паутины.
Ключевые цифры
Можно ли доверять
Это рецензируемая статья в ApJL, так что работа прошла научную проверку до публикации. Сильная сторона — очень большой набор радиовсплесков и проверка сразу на более чем тысяче пустот, но сам эффект пока остаётся на уровне 3,2σ, то есть это убедительный, но не окончательный результат.
Пересказано ИИ по научной статье. Как это устроено