Загадочные сигналы из далёкого космоса могут решить одну из главных проблем современной астрономии

Учёные впервые напрямую измерили, как активность галактик меняет распределение вещества в космосе, используя быстрые радиовсплески (FRB). Анализ примерно 100 таких сигналов показал, что галактическая обратная связь действительно делает распределение материи менее неоднородным, однако её влияние оказалось слабее, чем давали предыдущие оценки.

FRB для этого подходят благодаря особенностям распространения: короткие радиоимпульсы проходят миллиарды световых лет через газ между галактиками, и свободные электроны изменяют их сигнал. По степени дисперсии исследователи могут оценивать количество обычного вещества на линии распространения и восстанавливать, насколько оно сконцентрировано в разных участках Вселенной. В новом исследовании использовали 114 FRB, причём выборка позволила изучить низкие красные смещения до примерно 0,3 и масштабы порядка 0,1-3 h⁻¹ Мпк.

Проблема заключается в том, что на распределение материи влияют не только тёмная материя, тёмная энергия и нейтрино. Сверхмассивные чёрные дыры в центрах галактик и взрывающиеся звёзды выбрасывают газ и энергию наружу, перераспределяя вещество на огромных расстояниях. Этот эффект может имитировать некоторые последствия, которые космологи пытаются связать с тёмной материей, тёмной энергией или массой нейтрино, поэтому его необходимо отделять от фундаментальных космологических эффектов.

Полученные с помощью FRB ограничения уже оказались сопоставимы с результатами рентгеновских и микроволновых наблюдений, включая данные eROSITA и Atacama Cosmology Telescope. Следующий существенный прирост точности ожидается после запуска Deep Synoptic Array в Неваде: комплекс должен начать работу к 2029 году и находить десятки тысяч быстрых радиовсплесков вместо нынешних сравнительно небольших выборок. Это позволит использовать FRB как полноценный инструмент для изучения тёмной материи, тёмной энергии и массы нейтрино.