قام الفريق بقيادة MIT بقياس درجة التشوش (تقنياً، مقياس التشتت) لآلاف إشارات FRB التي اكتشفها تلسكوب CHIME (مشروع رسم خرائط شدة الهيدروجين الكندي). ثم قارنوا تشوش كل رشقة بمواقع المجرات المعروفة عبر السماء. عن طريق عزل كمية التشوش الناتجة عن الغاز المنتشر خارج المجرات (وليس عن المجرات نفسها)، تمكنوا من رسم خريطة للمكان الذي توجد فيه المادة الباريونية المفقودة فعلياً .

هذا النهج قوي لأن FRBs تعمل كأضواء خلفية كونية. كما شرح كيوشي ماسوي من MIT: 'تخترق رشقات الراديو السريعة ضباب الوسط بين المجرات. من خلال التقييم الدقيق لكيفية تباطؤ الضوء، يمكننا قياس ذلك الضباب، حتى عندما يكون خافتاً جداً بحيث لا يمكن رؤيته مباشرة' .

ما الذي كشفته النتائج؟

أسفر التحليل عن عدة نتائج مذهلة تعيد تشكيل فهمنا لكيفية عمل المجرات.

المادة المفقودة هي غاز منتشر حول مجموعات المجرات

المادة الباريونية المفقودة ليست شكلاً غريباً من المادة. بدلاً من ذلك، تتخذ شكل سحب منخفضة الكثافة جداً من الغاز الدافئ الحار (الوسط بين المجرات الدافئ الحار، أو WHIM) تمتد بعيداً من المجرات إلى الفضاء بين المجرات .

دراسة تكميلية نُشرت في مجلة Nature Astronomy عام 2025 قدمت محاسبة كاملة لمكان وجود كل المادة الباريونية: 76% في سحب بين مجرية دافئة، 15% غاز بارد في وحول المجرات، و9% فقط تشكل كل النجوم والكواكب التي نراها .

الغاز يمتد أبعد بكثير مما تنبأت به المحاكاة

ربما كانت النتيجة الأكثر مفاجأة هي أن السحب المرصودة تصل إلى مسافات أكبر بكثير من المجرات مما توقعته معظم المحاكاة الحاسوبية. هذا الاختلاف مهم لأن المحاكاة الحاسوبية (مثل تلك المبنية على النموذج الكوني القياسي) هي إحدى الأدوات الرئيسية التي يستخدمها علماء الكون لاختبار فهمهم للكون .

ردود فعل مجرية أقوى من المتوقع

يشير التوزيع الممتد للغاز إلى سبب أساسي واحد: العمليات عالية الطاقة داخل المجرات هي أكثر عنفاً مما كان يعتقد سابقاً. تطلق الثقوب السوداء فائقة الكتلة في مراكز المجرات نفاثات قوية تقذف المادة إلى الخارج، وتفعل المستعرات الأعظمية من النجوم المحتضرة الشيء نفسه، وهذه القوى المجتمعة تقذف المادة العادية إلى الفضاء بين المجرات على نطاق هائل. كما صرح كيوشي ماسوي: 'تشير هذه القياسات إلى أن نشاط النجوم، ونشاط الثقوب السوداء، أقوى وأكثر عنفاً بكثير مما كان متوقعاً' .

المتانة الإحصائية

وجدت دراسة منفصلة على arXiv حللت بيانات من 3,455 مصدر FRB فريداً من تلسكوب CHIME ارتباطات ذات دلالة إحصائية (تتراوح من 2.6 إلى 5 سيغما) بين إشارات FRB وعشرة مجسات مختلفة للهياكل واسعة النطاق، بما في ذلك المجرات، عدسات الجاذبية الضعيفة، وعدسات إشعاع الخلفية الكونية الميكروي. هذا يؤكد اكتشاف الشبكة الباريونية المنتشرة عند انزياحات حمراء تصل إلى حوالي 1.5، مما يعني أن الغاز موجود هناك منذ مليارات السنين .

لماذا هذا مهم؟

كانت مشكلة الباريونات المفقودة واحدة من أكثر الألغاز إلحاحاً في الفيزياء الفلكية لما يقرب من عقدين. حلها يثبت الصورة الأساسية التي بناها علماء الكون: المادة العادية هي بالفعل حيث توقعت النظرية أن تكون، ولكن بشكل كان غير مرئي للتلسكوبات التقليدية حتى الآن .

لكن النتيجة تكشف أيضاً أن محاكاة المجرات تحتاج إلى تحديث كبير. التوزيع الواسع بشكل غير متوقع للغاز يعني أن النماذج قد تقلل من تقدير كمية الطاقة التي تحقنها المجرات في محيطها، وهي طاقة من الثقوب السوداء والنجوم المنفجرة تشكل البيئة حول كل مجرة. هذا له آثار على كل شيء بدءاً من فهم تطور المجرات إلى قياس البنية واسعة النطاق للكون.

ما التالي لعلم الكونيات عبر FRBs؟

عمل تعاون CHIME قد بدأ للتو. مع نشر الكتالوج الثاني لرشقات CHIME/FRB في يناير 2026، قفز عدد مصادر FRB المنشورة من 861 إلى أكثر من 4,500 . كل رشقة جديدة تضيف نقطة بيانات جديدة لرسم خريطة الشبكة الكونية من الباريونات.

سيعمل العمل المستقبلي ليس فقط على عدد FRBs ولكن أيضاً على مواقعها الدقيقة التي تتيحها تلسكوبات 'CHIME/FRB Outrigger'، وذلك لتحديد مجموعات المجرات المحاطة بالباريونات المفقودة بدقة وقياس خصائص سحب الغاز هذه بمزيد من التفصيل .

قام الفريق بقيادة MIT بقياس درجة التشوش (تقنياً، مقياس التشتت) لآلاف إشارات FRB التي اكتشفها تلسكوب CHIME (مشروع رسم خرائط شدة الهيدروجين الكندي). ثم قارنوا تشوش كل رشقة بمواقع المجرات المعروفة عبر السماء. عن طريق عزل كمية التشوش الناتجة عن الغاز المنتشر خارج المجرات (وليس عن المجرات نفسها)، تمكنوا من رسم خريطة للمكان الذي توجد فيه المادة الباريونية المفقودة فعلياً .

هذا النهج قوي لأن FRBs تعمل كأضواء خلفية كونية. كما شرح كيوشي ماسوي من MIT: 'تخترق رشقات الراديو السريعة ضباب الوسط بين المجرات. من خلال التقييم الدقيق لكيفية تباطؤ الضوء، يمكننا قياس ذلك الضباب، حتى عندما يكون خافتاً جداً بحيث لا يمكن رؤيته مباشرة' .

ما الذي كشفته النتائج؟

أسفر التحليل عن عدة نتائج مذهلة تعيد تشكيل فهمنا لكيفية عمل المجرات.

المادة المفقودة هي غاز منتشر حول مجموعات المجرات

المادة الباريونية المفقودة ليست شكلاً غريباً من المادة. بدلاً من ذلك، تتخذ شكل سحب منخفضة الكثافة جداً من الغاز الدافئ الحار (الوسط بين المجرات الدافئ الحار، أو WHIM) تمتد بعيداً من المجرات إلى الفضاء بين المجرات .

دراسة تكميلية نُشرت في مجلة Nature Astronomy عام 2025 قدمت محاسبة كاملة لمكان وجود كل المادة الباريونية: 76% في سحب بين مجرية دافئة، 15% غاز بارد في وحول المجرات، و9% فقط تشكل كل النجوم والكواكب التي نراها .

الغاز يمتد أبعد بكثير مما تنبأت به المحاكاة

ربما كانت النتيجة الأكثر مفاجأة هي أن السحب المرصودة تصل إلى مسافات أكبر بكثير من المجرات مما توقعته معظم المحاكاة الحاسوبية. هذا الاختلاف مهم لأن المحاكاة الحاسوبية (مثل تلك المبنية على النموذج الكوني القياسي) هي إحدى الأدوات الرئيسية التي يستخدمها علماء الكون لاختبار فهمهم للكون .

ردود فعل مجرية أقوى من المتوقع

يشير التوزيع الممتد للغاز إلى سبب أساسي واحد: العمليات عالية الطاقة داخل المجرات هي أكثر عنفاً مما كان يعتقد سابقاً. تطلق الثقوب السوداء فائقة الكتلة في مراكز المجرات نفاثات قوية تقذف المادة إلى الخارج، وتفعل المستعرات الأعظمية من النجوم المحتضرة الشيء نفسه، وهذه القوى المجتمعة تقذف المادة العادية إلى الفضاء بين المجرات على نطاق هائل. كما صرح كيوشي ماسوي: 'تشير هذه القياسات إلى أن نشاط النجوم، ونشاط الثقوب السوداء، أقوى وأكثر عنفاً بكثير مما كان متوقعاً' .

المتانة الإحصائية

وجدت دراسة منفصلة على arXiv حللت بيانات من 3,455 مصدر FRB فريداً من تلسكوب CHIME ارتباطات ذات دلالة إحصائية (تتراوح من 2.6 إلى 5 سيغما) بين إشارات FRB وعشرة مجسات مختلفة للهياكل واسعة النطاق، بما في ذلك المجرات، عدسات الجاذبية الضعيفة، وعدسات إشعاع الخلفية الكونية الميكروي. هذا يؤكد اكتشاف الشبكة الباريونية المنتشرة عند انزياحات حمراء تصل إلى حوالي 1.5، مما يعني أن الغاز موجود هناك منذ مليارات السنين .

لماذا هذا مهم؟

كانت مشكلة الباريونات المفقودة واحدة من أكثر الألغاز إلحاحاً في الفيزياء الفلكية لما يقرب من عقدين. حلها يثبت الصورة الأساسية التي بناها علماء الكون: المادة العادية هي بالفعل حيث توقعت النظرية أن تكون، ولكن بشكل كان غير مرئي للتلسكوبات التقليدية حتى الآن .

لكن النتيجة تكشف أيضاً أن محاكاة المجرات تحتاج إلى تحديث كبير. التوزيع الواسع بشكل غير متوقع للغاز يعني أن النماذج قد تقلل من تقدير كمية الطاقة التي تحقنها المجرات في محيطها، وهي طاقة من الثقوب السوداء والنجوم المنفجرة تشكل البيئة حول كل مجرة. هذا له آثار على كل شيء بدءاً من فهم تطور المجرات إلى قياس البنية واسعة النطاق للكون.

ما التالي لعلم الكونيات عبر FRBs؟

عمل تعاون CHIME قد بدأ للتو. مع نشر الكتالوج الثاني لرشقات CHIME/FRB في يناير 2026، قفز عدد مصادر FRB المنشورة من 861 إلى أكثر من 4,500 . كل رشقة جديدة تضيف نقطة بيانات جديدة لرسم خريطة الشبكة الكونية من الباريونات.

سيعمل العمل المستقبلي ليس فقط على عدد FRBs ولكن أيضاً على مواقعها الدقيقة التي تتيحها تلسكوبات 'CHIME/FRB Outrigger'، وذلك لتحديد مجموعات المجرات المحاطة بالباريونات المفقودة بدقة وقياس خصائص سحب الغاز هذه بمزيد من التفصيل .