Vật chất bị mất tích bí ẩn trong vũ trụ được định vị

Các nhà thiên văn học vừa tìm ra vị trí của phần vật chất thường bị “mất tích” trong vũ trụ - một bí ẩn đã tồn tại suốt nhiều thập kỷ. Theo công bố, nhóm nghiên cứu sử dụng sóng vô tuyến phát ra từ 69 vụ nổ radio cực mạnh ngoài không gian để định vị chính xác phần vật chất còn thiếu.

Trong vũ trụ, vật chất tồn tại dưới hai dạng: Vật chất tối - không nhìn thấy được, chỉ có thể suy ra qua tác động hấp dẫn - và vật chất thường, bao gồm khí, bụi, sao, hành tinh và mọi thứ quen thuộc như Trái đất hay con người. Tuy nhiên, giới khoa học trước đây chỉ xác định được một nửa lượng vật chất thường trong vũ trụ, phần còn lại không rõ đang ở đâu.

Ông Liam Connor, giáo sư thiên văn tại Đại học Harvard và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: “Chúng tôi đã tự hỏi: Vật chất đó đang ẩn ở đâu? Câu trả lời là: Trong một mạng lưới mờ nhạt như sương mù trải dài giữa các thiên hà”.

Phần lớn vật chất bị thiếu được tìm thấy trong dạng khí mỏng phân bố thưa thớt giữa các thiên hà, gọi là môi trường liên thiên hà. Phần nhỏ hơn nằm trong các vùng khí bao quanh thiên hà, gồm cả Dải Ngân hà, và một phần còn lại tập trung trong các thiên hà, chủ yếu ở dạng sao hoặc khí.

Vật chất thường được cấu thành từ baryon - những hạt hạ nguyên tử như proton và neutron, là nền tảng tạo nên nguyên tử. Connor nhấn mạnh: “Chúng ta biết chính xác vật chất thường là gì. Chúng ta chỉ không biết nó đang ở đâu".

Vậy điều gì khiến phần lớn vật chất thường lại trôi dạt khỏi thiên hà? Câu trả lời nằm ở các vụ nổ siêu tân tinh hoặc hoạt động của các hố đen siêu khối. Những hiện tượng này có thể “phun” một lượng lớn khí ra khỏi thiên hà, đẩy chúng đi xa đến mức không thể quan sát bằng các phương pháp thông thường. Khí này không ở trạng thái bình thường mà tồn tại dưới dạng plasma, với các proton và electron bị tách rời.

Để phát hiện vật chất này, các nhà khoa học đã dựa vào hiện tượng gọi là fast radio bursts (FRBs) - những xung sóng vô tuyến mạnh từ các điểm xa trong vũ trụ. Khi các sóng này truyền về Trái đất, chúng bị tán xạ theo nhiều bước sóng, và mức độ tán xạ phụ thuộc vào lượng vật chất mà chúng đi qua. Điều này cho phép đo lường chính xác vật chất vốn không thể nhìn thấy.

Giờ đây, các nhà khoa học đã xác định được phân bố của vật chất thường: Khoảng 76% ở không gian giữa các thiên hà, 15% trong các vùng khí bao quanh thiên hà và 9% nằm bên trong thiên hà. Ông Connor kết luận: “Chúng ta giờ có thể chuyển sang những bí ẩn lớn hơn: Bản chất của vật chất tối là gì và vì sao việc đo đạc nó lại khó đến thế?”.