„Dezvăluind misterul materiei dispărute: Pulsații energetice din spațiu și harta supremă a universului”

Astronomii utilizează pulsații radio din spațiu pentru a detecta materia baryonică lipsă și pentru a înțelege mai bine găurile negre supermasive, formarea stelelor și evoluția galaxiilor.

În 2024, Vishwangi Shah, studentă doctorandă la Universitatea McGill, și colegii săi examinau datele obținute de la Experimentul Canadian de Cartografiere a Intensității Hidrogenului când au observat un fenomen neobișnuit. Analiza lor a identificat o astfel de pulsație, cunoscută sub numele de bursturi radio rapide (FRBs), provenind de la marginea unei galaxii „moarte”, fără stele noi. Acolo, unde logic ar fi trebui să domnească tăcerea, spațiul striga energie enormă prin univers.

Echipa a fost inițial confuză. Dacă calculele lor erau corecte, descoperirea sugera că FRBs ar putea fi produse prin procese neașteptate și mult mai frecvent decât se prezicea inițial.

În căutarea unei posibile erori în codul lor, și după confirmarea că totul funcționa corect, și-au dat seama de implicații — ar fi putut descoperi o metodă de a rezolva un mister cosmic vechi de decenii: de ce o porțiune semnificativă din materia „obișnuită” a universului este dispărută.

Această materie „normală”, numită materie baryonică, include particule precum protonii și neutronii și alte materii care interacționează cu lumina, inclusiv stelele, planetele și noi, oamenii. Materie baryonică constituie doar un procent mic din univers; restul este compus din enigmatică energie întunecată și materie întunecată, invizibile ochiului uman.

Ar trebui să existe mai multă materie obișnuită în univers decât cea detectată. FRB-ul detectat de Shah și colegii săi a fost un far luminos, indicând spre o parte din această materie dispărută. Deoarece FRBs traversează distanțe cosmice imense, acestea pot fi încetinite perceptibil de prezența materiei baryonice — dar nu de contrapartea sa întunecată. Studiul acestor flash-uri de lumină incredibil de scurte ar putea fi, astfel, un instrument norocos pentru descoperirea materiei dispărute din univers.

Acum, oamenii de știință fac exact asta: folosesc FRBs pentru a crea o hartă a materiei din univers. Ceea ce învață ar putea rescrie ceea ce știm despre cum stelele, găurile negre și galaxiile se dezvoltă de-a lungul timpului.

Baryonii sunt o clasă de particule subatomice care include protonii și neutronii, blocurile fundamentale ale atomilor, precum și un număr mic de particule exotice, ultra-rare, care constituie un procent mic din baryoni. Baryonii se găsesc în toată materia vizibilă din univers, dar nu în materia întunecată misterioasă care exercită o forță gravitațională, dar nu interacționează cu lumina.

În anii 1990, oamenii de știință au analizat elementele create de Big Bang și au calculat că materia baryonică ar trebui să reprezinte aproximativ 5% din totalul universului.