Znaleziono brakującą materię wszechświata, która unosi się między gwiazdami.
Badacze, którzy badają starożytną historię wszechświata, wiedzą, ile zwykłej materii - materii tworzącej bariony, klasy cząstek subatomowych obejmującej protony i neutrony - wszechświat stworzony podczas Wielkiego Wybuchu. A badacze badający współczesny wszechświat wiedzą, jak wiele zwykłej materii barionowej ludzie mogą zobaczyć za pomocą teleskopów.
Ale do niedawna te liczby się nie zgadzały: brakowało pełnej trzeciej pierwotnej materii barionowej we wszechświecie. Teraz, dzięki sprytnej obserwacji obejmującej niesamowicie jasną czarną dziurę, międzynarodowy zespół naukowców twierdzi, że ją znalazł.
Brakujące baryony, jak napisali naukowcy w badaniu opublikowanym dzisiaj (21 czerwca) w czasopiśmie Nature, ukrywają się jako cienkie, gorące chmury tlenu gazowego unoszące się między gwiazdami. Gaz jest silnie zjonizowany, co oznacza, że brakuje większości jego elektronów i ma silny ładunek dodatni.
„Znaleźliśmy brakujące baryony” - powiedział w oświadczeniu Michael Shull, astronom z University of Colorado, Boulder i współautor na papierze.
Jak napisali naukowcy, sygnał tlenu był zbyt silny i spójny, aby pochodzić z przypadkowych wahań światła kwazara. Astronomowie wykluczyli również możliwość słabej galaktyki powodującej cień tlenu.
Od co najmniej 2011 r. Badacze podejrzewają, że w tym materiale kryje się brakujący barion, zwany ciepłym i gorącym ośrodkiem międzygalaktycznym (WHIM), ale WHIM trudno jest zaobserwować bezpośrednio. Aby dostrzec ukryty tam gaz, musieli wymyślić sprytną sztuczkę.
Daleko od Ziemi są czarne dziury pochłaniające ogromne ilości materii. Ta materia świeci bardzo jasno, a teleskopy na tej planecie mogą ją dostrzec. Naukowcy nazywają tego rodzaju kwazary czarnych dziur - i są one najjaśniejszymi obiektami we wszechświecie. Oznacza to, że światło kwazarów ma „wysoki stosunek sygnału do szumu”, napisali naukowcy w artykule, co oznacza, że w tym przypadku łatwo jest sprawdzić, czy coś go zasłania.
Skierowanie teleskopu na kwazar nie tylko mówi astronomom o samym obiekcie, ale także ujawnia coś na temat tego, co unosi się między kwazarem a teleskopem. W tym przypadku coś było filamentem WHIM.
Dzięki uważnej obserwacji tego, w jaki sposób WHIM przesłaniał i zmieniał światło emanujące z kwazara, gdy przedostał się do soczewek dwóch teleskopów, naukowcy byli w stanie dowiedzieć się, z czego został wykonany WHIM. Okazało się, że odpowiedzią był tlen podgrzany do prawie 1,8 miliona stopni Fahrenheita (1 milion stopni Celsjusza).
Te brakujące bariony to nie to samo, co ciemna materia, która zdaniem naukowców istnieje, dzięki jej grawitacyjnemu wpływowi na inne gwiazdy. Uważa się, że materia istnieje w postaci cząstek bardziej egzotycznych niż proste bariony.
W oświadczeniu naukowcy stwierdzili, że byli w stanie ekstrapolować z obserwowanego WHIM, ile materii barionowej w postaci tlenu unosi się gdzie indziej we Wszechświecie jako WHIM. Aby potwierdzić i udoskonalić swoje obserwacje, powiedzieli, planują skierować swoje teleskopy na inne kwazary i obserwować zasłaniającą je WHIM.
