Przez dziesięciolecia naukowcy zastanawiali się, gdzie podziała się znaczna część tzw. zwykłej (barionowej) materii we Wszechświecie — tej samej, z której zbudowane są gwiazdy, planety, ludzie i wszystko, co znamy. Choć nie chodzi tu o tajemniczą ciemną materię, a o dobrze znane atomy, ich rozproszenie w kosmosie sprawiało, że pozostawały trudne do wykrycia. Teraz, dzięki wykorzystaniu jednych z najbardziej energetycznych zjawisk we Wszechświecie — szybkich błysków radiowych (FRB) — astronomowie zdołali rozwiązać tę wieloletnią zagadkę.
Szybkie błyski radiowe (FRB, z ang. Fast Radio Bursts) to niezwykle krótkie, trwające zaledwie milisekundy impulsy fal radiowych, które w jednej chwili mogą uwolnić tyle energii, ile Słońce emituje przez kilkadziesiąt lat. Choć ich dokładne źródło nadal nie jest znane, FRB stały się cennym narzędziem do badania struktury Wszechświata. Podczas podróży przez przestrzeń kosmiczną fale te przechodzą przez rozległe obszary międzygalaktyczne, gdzie są spowalniane i rozpraszane. Analiza tych zakłóceń pozwala odczytać informacje o gęstości i składzie materii na ich drodze — niczym odczytywanie składu mgły na podstawie załamania światła.
Międzynarodowy zespół astronomów prześledził 69 FRB pochodzących z odległości od 11,7 miliona do aż 9,1 miliarda lat świetlnych. Dzięki temu byli w stanie „zważyć” ilość materii znajdującej się pomiędzy Ziemią a źródłami rozbłysków. Wyniki były zaskakująco precyzyjne: aż 76 proc. barionowej materii znajduje się w ośrodku międzygalaktycznym — rozproszona w tzw. „kosmicznej mgle” między galaktykami. Kolejne 15 proc. ukryte jest w rozległych halo otaczających galaktyki, a jedynie 9 proc. materii znajduje się w samych galaktykach — w gwiazdach i gazie międzygwiazdowym.
FRB zostały wykryte przede wszystkim za pomocą sieci 110 radioteleskopów Deep Synoptic Array (DSA) w Obserwatorium Radiowym Caltech w Owens Valley, zaprojektowanej specjalnie do lokalizacji tych tajemniczych zjawisk. Dodatkowe dane pochodziły z australijskiego radioteleskopu ASKAP (Australian Square Kilometre Array Pathfinder), znanego z wysokiej czułości.
Po zlokalizowaniu rozbłysków, teleskopy optyczne — w tym Obserwatorium W. M. Kecka na Hawajach oraz Palomar Observatory w Kalifornii — pozwoliły dokładnie ustalić odległości do galaktyk, z których FRB pochodziły.
Najbardziej odległy z zaobserwowanych rozbłysków, FRB 20230521B, pochodzi z galaktyki oddalonej o 9,1 miliarda lat świetlnych, co czyni go najdalszym zarejestrowanym FRB w historii.
Otrzymane wyniki świetnie wpisują się w przewidywania kosmologicznych symulacji komputerowych, co czyni je pierwszym bezpośrednim dowodem obserwacyjnym potwierdzającym te modele rozmieszczenia materii we Wszechświecie.
W przyszłości astronomowie planują znacząco rozszerzyć skalę badań. Nowa sieć radioteleskopów DSA-2000, która powstanie w Nevadzie, ma być zdolna do rejestrowania nawet 10 000 FRB rocznie. Taka liczba obserwacji pozwoli jeszcze dokładniej badać rozkład materii we Wszechświecie i śledzić ewolucję galaktyk na przestrzeni miliardów lat, czyniąc z FRB kluczowe narzędzie kosmicznej diagnostyki.