През 60-те години астрономите започват да забелязват, че във Вселената изглежда липсва някаква маса. Между текущите наблюдения на Космоса и Теорията на общата относителност те определят, че голяма част от масата във Вселената трябва да бъде невидима. Но дори след включването на тази „тъмна материя“, астрономите все още биха могли да представляват само около две трети от видимата (известна още като барионова) материя.
Това породи това, което астрофизиците нарекоха „липсващия проблем с бариона“. Но най-накрая учените откриха това, което може би е последната липсваща нормална материя във Вселената. Според скорошно проучване на екип от международни учени, това липсващо вещество се състои от нишки от високо йонизиран кислороден газ, който се намира в пространството между галактиките.
Изследването, озаглавено „Наблюдения на изчезналите бариони в топлата - гореща междугалактическа среда“, наскоро се появи в научното списание Nature. Изследването е ръководено от Фабрицио Никастро, изследовател от Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) в Рим, и включва членове на Холандския институт за космически изследвания SRON, на Харвардско-Смитсонския център за астрофизика (CfA), Instituto de Astronomia Universidad Nacional Autonoma de Mexico, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica, Instituto de Astrofísica de La Plata (IALP-UNLP) и множество университети.
За целите на своето проучване екипът консултира данни от серия инструменти за изследване на пространството в близост до квазар, наречен 1ES 1553. Квазарите са изключително масивни галактики с активни галактически ядра (AGN), които излъчват огромни количества енергия. Тази енергия е резултат от натрупването на газ и прах върху свръхмасивни черни дупки (SMBH) в центъра на техните галактики, което води до черните дупки, които излъчват радиация и струи от прегряти частици.
В миналото изследователите смятали, че за нормалната материя във Вселената приблизително 10% са свързани в галактики, докато 60% съществуват в дифузни облаци газ, които запълват огромните пространства между галактиките. Това обаче все още оставя 30% от нормалната материя без внимание. Това проучване, което беше кулминацията на 20-годишно търсене, се опитваше да определи дали последните бариони също могат да бъдат намерени в междугалактическото пространство.
Тази теория беше предложена от Чарлз Данфорт, научен сътрудник в CU Boulder и съавтор на това изследване, в документ от 2012 г., който се появи в The Astrophysical Journal - озаглавен „Преписът на Барион в многофазна междугалактична среда: 30% от барионите все още могат да липсват“. В него Данфорт предположи, че липсващите бариони вероятно ще бъдат намерени в топлата гореща междугалактична среда (WHIM), подобен на мрежата образец в пространството, което съществува между галактиките.
Както Майкъл Шъл - професор по астрофизични и планетарни науки в Университета на Колорадо Боулдър и един от съавторите на изследването - посочи, че този див терен изглежда като идеалното място за гледане. ," той каза. "Тази междугалактична среда съдържа нишки от газ при температури от няколко хиляди градуса до няколко милиона градуса."
За да провери тази теория, екипът използва данни от спектрографа на космическия произход (COS) на космическия телескоп Хъбъл, за да изследва WHIM в близост до квазара 1ES 1553. След това използваха рентгеновата многоогледална мисия на Европейската космическа агенция (ESA) ( XMM-Newton), за да погледнем по-отблизо за знаци на барионите, които се появиха под формата на силно йонизирани струи кислороден газ, нагрят до температури от около 1 милион ° C (1,8 милиона ° F).
Първо, изследователите използваха COS на космическия телескоп Хъбъл, за да получат представа къде могат да намерят изчезналите бариони във WHIM. По-нататък те се включиха в тези бариони, използвайки спътника XMM-Newton. При записаните от тях плътности, екипът стигна до заключението, че когато се екстраполира в цялата Вселена, този свръхйонизиран кислороден газ може да представлява последните 30% от обикновената материя.
Както проф. Шул посочи, тези резултати не само разрешават мистерията на изчезналите бариони, но и биха могли да хвърлят светлина върху това как е започнала Вселената. „Това е един от основните стълбове за тестване на теорията за Големия взрив: намиране на преброяването на бариона на водород и хелий и всичко останало в периодичната таблица“, каза той.
Поглеждайки напред, Шул посочи, че изследователите се надяват да потвърдят своите открития чрез изучаване на по-ярки квазари. Шъл и Данфорт също ще проучат как кислородният газ е попаднал в тези райони на междугалактическото пространство, въпреки че подозират, че той е издухван там в течение на милиарди години от галактики и квазари. Междувременно обаче как „липсващата материя“ стана част от WHIM остава открит въпрос. Както Данфорт попита:
„Как се получава от звездите и галактиките чак до тук, в междугалактическото пространство?“. Между двата региона има някаква екология и подробностите за нея са слабо разбрани. "
Ако приемем, че тези резултати са правилни, учените вече могат да продължат напред с модели на космологията, където се отчита цялата необходима „нормална материя“, което ще ни направи крачка по-близо до разбирането как Вселената се е формирала и еволюирала. Сега, ако просто успеем да намерим тази неуловима тъмна материя и тъмна енергия, ще имаме пълна картина на Вселената! Е, една мистерия в даден момент ...
