Đã tìm ra 'vật chất còn thiếu' của vũ trụ nhờ tín hiệu radio?

Viết trên tạp chí khoa học Nature Astronomy, một nhóm nghiên cứu tuyên bố rằng họ đã tìm ra nơi vật chất baryon mất tích của vũ trụ đang ẩn nấp.

Baryon là dạng vật chất thông thường của vũ trụ, tạo nên các ngôi sao, hành tinh và các vật thể khác tương tác với ánh sáng.

Dạng vật chất này bao gồm các hạt như proton và neutron, chỉ chiếm 5% khối lượng vũ trụ.

27% khác là vật chất tối vô hình, phần còn lại là năng lượng tối bí ẩn thúc đẩy sự giãn nở ngày càng tăng tốc của vũ trụ.

Nhưng các nhà khoa học chỉ có thể quan sát được khoảng một nửa lượng vật chất baryon mà các mô hình vũ trụ học cho thấy sự kiện Vụ nổ Big Bang đã tạo ra.

Một hình minh họa về vật chất thông thường tồn tại trong làn khí mỏng, ấm tạo nên không gian liên thiên hà., với màu xanh hơn cho thấy vật chất dày đặc, màu đỏ biểu trưng cho các khu vực trống hơn - Ảnh: Jack Madden, IllustrisTNG, Ralf Konietzka, Liam Connor/CfA

Để tìm ra lượng vật chất mất tích, các nhà nghiên cứu đã tìm đến 69 chớp sóng vô tuyến (FRB), là dạng tín hiệu vô tuyến (radio) nhanh và bùng nổ, có thể xuyên qua không gian liên thiên hà để chạm đến các kính thiên văn Trái Đất.

"Các FRB chiếu xuyên qua lớp sương mù của môi trường liên thiên hà. Bằng cách đo chính xác tốc độ chúng chậm lại, chúng ta có thể cân được lớp sương mù đó, ngay cả khi nó quá mờ để nhìn thấy" - đồng tác giả Liam Connor từ Đại học Harvard (Mỹ) giải thích.

Sử dụng kỹ thuật này, TS Connor và các đồng nghiệp của ông phát hiện ra rằng lượng vật chất còn thiếu không chỉ là một nửa vật chất thông thường như chúng ta từng nghĩ.

Có tới 76% tổng vật chất baryon đang phân tán trong môi trường liên thiên hà, trong khi 15% khác được tìm thấy trong quầng halo của các thiên hà, là một hình cầu nóng bao bọc lấy đĩa sao sáng rực rỡ.

Như vậy, vật chất baryon mà chúng ta đã biết - các ngôi sao, hành tinh và khí lạnh bên trong chính các thiên hà - chỉ là một phần nhỏ.

Những phát hiện không chỉ đưa ra lời giải thích hợp lý về tất cả vật chất baryon trong vũ trụ, xác nhận sự tồn tại của chúng, mà còn chỉ ra chúng tập trung ở đâu.

Trong các nghiên cứu trong tương lai, nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ tận dụng Deep Synoptic Array-2000, một mạng lưới gồm 2.000 kính viễn vọng vô tuyến được đề xuất sẽ quét toàn bộ bầu trời trong 5 năm, để xác định 10.000 FRB mới mỗi năm, từ đó hiểu thêm về vũ trụ.

Anh Thư