Prije nekoliko desetljeća, astronomi su procijenili da 'obična' tvar, sve što nije tamna tvar ili tamna energija, čini oko 5 posto svemira. No postojala je jedna velika nepoznanica: nisu znali gdje se većina te tvari zapravo nalazi.

Astronomi s Centra za astrofiziku Harvard & Smithsonian (CfA) i Kalifornijskog instituta za tehnologiju (Caltech) konačno su locirali tu 'tvar koja nedostaje'. Brzi radijski bljeskovi (FRB-ovi) pokazali su da se više od tri četvrtine obične tvari – službeno nazvane barionska tvar – nalazi u obliku vrućeg i rijetkog plina između galaksija. Zahvaljujući tim podacima, znanstvenici tvrde da su prvi put detaljno izmjerili kako je obična tvar raspoređena po svemiru.

'Problem nikad nije bio pitanje postoji li ta tvar,' rekao je astronom Liam Connor iz CfA. 'Pitanje je bilo: gdje je? Sada, zahvaljujući FRB-ovima, znamo. Tri četvrtine te tvari pluta između galaksija unutar kozmičke mreže.' Otkriće je objavljeno u časopisu Nature Astronomy.

Barionska tvar tehnički se odnosi na tvar građenu od protona i neutrona, no astronomi često koriste taj pojam za sve što je građeno od atoma, ubuhvativši sve što nije tamna tvar ili tamna energija. Samo mali dio bariona nalazi se u zvijezdama i međuplanetarnom prostoru unutar galaksija, piše Gizmodo.

Prijašnja istraživanja sugerirala su da se većina preostale barionske tvari nalazi u plinu razasutom među galaksijama, u tzv. međugalaktičkom mediju (IGM). No budući da je taj difuzni ionizirani plin iznimno teško detektirati, znanstvenici nisu mogli sa sigurnošću reći koliko ga ima niti točno gdje se nalazi.

U novom istraživanju znanstvenici su koristili FRB-ove - brze, snažne radijske signale iz udaljenih galaksija koji usporavaju dok prolaze kroz međugalaktički plin. Mjerenjem tog usporenja, tim je mogao zaključiti koliko je plina signal prošao. Analizirali su 60 FRB-ova iz galaksija udaljenih od 11,74 milijuna do čak 9,1 milijardi svjetlosnih godina – uključujući i najudaljeniji poznati FRB: FRB 20230521B.

Rezultati su pokazali da se otprilike 76 posto sve barionske tvari nalazi u IGM-u, 15 posto u galaktičkim haloima, a ostatak u zvijezdama i hladnom plinu unutar galaksija. Kozmološke simulacije već su predviđale takvu raspodjelu, ali ovo je prvi konkretni dokaz koji objašnjava i prikazuje kretanje tvari kroz svemir.

'Barioni se gravitacijom uvlače u galaksije, ali ih supermasivne crne rupe i eksplodirajuće zvijezde mogu izbaciti natrag poput svojevrsnog kozmičkog termostata,' rekao je Connor. 'Naši rezultati pokazuju da je taj mehanizam vrlo učinkovit te izbacuje plin iz galaksija u međugalaktički prostor.'

'Zahvaljujući FRB-ovima počinjemo shvaćati strukturu i sastav svemira u potpuno novom svjetlu,' dodao je Vikram Ravi s Caltecha, suautor studije. 'Ti kratki bljeskovi omogućuju nam da pratimo inače nevidljivu tvar koja ispunjava golema prostranstva između galaksija.'