От десетилетия преобладаващият космологичен модел, използван от учените, се основава на теорията, че в допълнение към барионната материя - ака. „Нормална“ или „светеща“ материя, която можем да видим - Вселената също съдържа значително количество невидима маса. Тази „тъмна материя“ представлява приблизително 26,8% от масата на Вселената, докато нормалната материя представлява едва 4,9%.
Докато търсенето на Тъмната материя продължава и все още не са открити преки доказателства, учените също са били наясно, че приблизително 90% от нормалната материя на Вселената все още остава неоткрита. Според две нови проучвания, които бяха публикувани наскоро, голяма част от тази нормална материя - която се състои от нишки горещ дифузен газ, който свързва галактики заедно - може би най-накрая е намерена.
Първото изследване, озаглавено „Търсене на топлина / горещи газови филаменти между двойки на светещите червени галактики SDSS“, се появи в Месечни известия на Кралското астрономическо общество, Изследването е ръководено от Хидеки Танимура, тогава кандидат на докторант в Университета на Британска Колумбия, и включва изследователи от Канадския институт за напреднали изследвания (CIFAR), университета на Ливърпул Джон Моурес и университета в Квазулу-Натал.
Второто изследване, което наскоро се появи онлайн, беше озаглавено „Липсващи бариони в космическата мрежа, разкрити от ефекта на Суняев-Зелдович“. Този екип се състоеше от изследователи от Университета в Единбург и беше ръководен от Ана де Грааф, студентка от Института по астрономия в Кралската обсерватория на Единбург. Работейки независимо един от друг, тези два екипа решиха проблем с липсващата материя на Вселената.
Въз основа на космологичните симулации преобладаващата теория е, че неоткритата досега нормална материя на Вселената се състои от нишки от барионна материя - тоест протони, неутрони и електрони - която плава между галактики. Тези региони са известни като "Космическа мрежа", където газ с ниска плътност съществува при температури от 105 до 107 К (-168 t0 -166 ° C; -270 до 266 ° F).
За целите на своите проучвания и двата екипа консултираха данни от Планк Сътрудничество - предприятие, поддържано от Европейската космическа агенция, което включва всички, които допринесоха за Планк мисия (ESA). Това беше представено през 2015 г., където беше използвано за създаване на термична карта на Вселената чрез измерване на влиянието на ефекта Суняев-Зелдович (SZ).
Този ефект се отнася до спектрално изкривяване в космическия микровълнов фон, където фотоните се разпръскват от йонизиран газ в галактики и по-големи структури. По време на мисията си да изучава Космоса, Планк спътник измерва спектралното изкривяване на CMB фотоните с голяма чувствителност и получената термична карта оттогава се използва за очертаване на мащабната структура на Вселената.
Въпреки това нишките между галактиките изглеждаха твърде слаби, за да могат учените да ги изследват по това време. За да коригират това, двата екипа консултираха данни от каталозите на галактиката Северна и Южна CMASS, които бяха получени от 12-тото публикуване на данни на Sloan Digital Sky Survey (SDSS). След това от този набор от данни те избраха двойки галактики и се фокусираха върху пространството между тях.
След това те подреждат термичните данни, получени от Планк за тези области една върху друга, за да се засилят сигналите, причинени от SZ ефект между галактиките. Както д-р Хидеки каза за Space Magazine по имейл:
„Изследването на галактиката SDSS дава форма на мащабната структура на Вселената. Наблюдението на Планк осигурява карта на цялото небе на налягането на газ с по-добра чувствителност. Ние комбинираме тези данни, за да изследваме ниско плътния газ в космическата мрежа. "
Докато Танимура и неговият екип натрупват данни от 260 000 двойки галактики, де Грааф и нейният екип са натрупали данни от над милион. В крайна сметка двата екипа излязоха със сериозни доказателства за газовите нишки, въпреки че измерванията им се различаваха донякъде. Докато екипът на Танимура откри, че плътността на тези нишки е около три пъти средната плътност в заобикалящата празнина, де Грааф и нейният екип откриха, че те са шест пъти по-средна плътност.
„Ние откриваме статистически ниско плътния газ в космическата мрежа чрез метод на подреждане“, каза Хидеки. „Другият екип използва почти същия метод. Нашите резултати са много сходни. Основната разлика е, че проучваме близката Вселена, от друга страна те изследват сравнително по-далечната Вселена. "
Този конкретен аспект е особено интересен, тъй като намеква, че с времето барионната материя в Космическата мрежа е станала по-малко гъста. Между тези два резултата изследванията представляват между 15 и 30% от общото съдържание на барион във Вселената. Въпреки че това означава, че все още остава да се намери значително количество от барионната материя на Вселената, но въпреки това е впечатляваща находка.
Както обясни Хидеки, техните резултати не само подкрепят съвременния космологичен модел на Вселената (моделът на Ламбда CDM), но и надхвърлят:
„Детайлите във нашата вселена все още са загадка. Нашите резултати хвърлят светлина върху него и разкриват по-точна картина на Вселената. Когато хората излязоха в океана и започнаха да правят карта на нашия свят, той не беше използван за повечето хора тогава, но ние използваме картата на света сега, за да пътуваме в чужбина. По същия начин карта на цялата вселена може да не е ценна сега, защото нямаме технология, която да отиде далеч в космоса. Това обаче може да бъде ценно 500 години по-късно. Ние сме на първия етап от създаването на карта на цялата Вселена. “
Той също така отваря възможности за бъдещи проучвания на Comsic Web, които без съмнение ще се възползват от внедряването на инструменти от ново поколение като James Webb Telescope, Atacama Cosmology Telescope и Q / U Imaging ExperimenT (QUIET). С късмет те ще могат да забележат останалата липсваща материя. Тогава може би най-накрая можем да сме нула на цялата невидима маса!
