Sešdesmitajos gados astronomi sāka pamanīt, ka Visumam, šķiet, trūkst masas. Starp notiekošajiem kosmosa novērojumiem un Vispārējās relativitātes teoriju viņi noteica, ka lielai daļai Visuma masu jābūt neredzamai. Bet pat pēc šīs “tumšās matērijas” iekļaušanas astronomi joprojām varēja sastādīt tikai apmēram divas trešdaļas no visām redzamajām (aka. Baryonic) vielām.
Tas izraisīja to, ko astrofiziķi sauca par “pazudušo baronu problēmu”. Bet beidzot zinātnieki ir atraduši to, kas, iespējams, var būt pēdējā trūkstošā normālā viela Visumā. Saskaņā ar neseno starptautisko zinātnieku grupas pētījumu, šī trūkstošā viela sastāv no ļoti jonizētas skābekļa gāzes pavedieniem, kas atrodas telpā starp galaktikām.
Nesen zinātniskajā žurnālā parādījās pētījums ar nosaukumu “Trūkstošo baronu novērojumi siltā un karstā starpgalaktiskā vidē”. Daba. Pētījumu vadīja Fabrizio Nicastro, pētnieks no Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) Romā, un tajā piedalījās dalībnieki no SRON Nīderlandes Kosmosa pētījumu institūta, Hārvarda – Smitsona astrofizikas centra (CfA), Instituto de Astronomia Universidad. Nacionālā Autonoma de Mexico, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica, Instituto de Astrofísica de La Plata (IALP-UNLP) un vairākas universitātes.
Lai veiktu pētījumu, komanda izmantoja datus no virknes instrumentu, lai izpētītu kosmosu netālu no kvazāra ar nosaukumu 1ES 1553. Kvazāri ir ārkārtīgi masīvas galaktikas ar aktīvo galaktisko kodolu (AGN), kas izstaro milzīgu enerģijas daudzumu. Šī enerģija ir gāzu un putekļu uzkrāšanās supermasīvos melnajos caurumos (SMBH) to galaktiku centrā, kā rezultātā melnie caurumi izstaro starojumu un pārkarsētu daļiņu strūklas.
Agrāk pētnieki uzskatīja, ka no normālas matērijas Visumā aptuveni 10% ir sasaistīti galaktikās, bet 60% - difūzos gāzes mākoņos, kas aizpilda plašās telpas starp galaktikām. Tomēr tas joprojām neņēma vērā 30% no parastās vielas. Šis pētījums, kas bija 20 gadu ilgas meklēšanas kulminācija, centās noteikt, vai pēdējos baronus var atrast arī starpgalaktiskajā telpā.
Šo teoriju ierosināja Čārlzs Danforts, CU Boulder zinātniskais līdzstrādnieks un šī pētījuma līdzautors 2012. gada rakstā, kas parādījās Astrofizikas žurnāls - ar nosaukumu “Bariona skaitīšana daudzfāzu starpgalaktiskā vidē: 30% baronu joprojām var pietrūkt”. Tajā Danforth ierosināja, ka pazudušie baroni, iespējams, ir atrodami siltā-karstajā starpgalaktiskajā vidē (WHIM), tīmeklim līdzīgā modelī kosmosā, kas pastāv starp galaktikām.
Kā norādīja Maikls Šīls - Kolorādo Universitātes Bouldera universitātes astrofizikas un planētu zinātņu profesors un viens no pētījuma līdzautoriem, šis savvaļas reljefs šķita kā ideāla vieta, kur meklēt. “Šeit daba ir kļuvusi ļoti pretdabiska. ," viņš teica. "Šajā starpgalaktiskajā vidē ir gāzes pavedieni ar temperatūru no dažiem tūkstošiem grādu līdz dažiem miljoniem grādu."
Lai pārbaudītu šo teoriju, komanda izmantoja Habla kosmiskā teleskopa kosmiskās izcelsmes spektrogrāfa (COS) datus, lai pārbaudītu WHIM netālu no kvazāra 1ES 1553. Pēc tam viņi izmantoja Eiropas Kosmosa aģentūras (ESA) rentgenstaru daudzu spoguļu misiju ( XMM-Newton), lai tuvāk meklētu baronu pazīmes, kas parādījās ļoti jonizētu skābekļa gāzes strūklu veidā, kuras uzsildīja līdz apmēram 1 miljonam ° C (1,8 miljoniem ° F).
Pirmkārt, pētnieki izmantoja COS Habla kosmiskajā teleskopā, lai iegūtu priekšstatu par to, kur viņi varētu atrast WHIM trūkstošos baronus. Pēc tam viņi ievietojās šajos baronos, izmantojot XMM-Newton satelītu. Piefiksētajos blīvumos komanda secināja, ka ekstrapolējot visu Visumu, šī superjonizētā skābekļa gāze varētu sastādīt pēdējos 30% no parastās vielas.
Kā norādīja prof. Shull, šie rezultāti ne tikai atrisina pazudušo baronu noslēpumu, bet arī varēja parādīt, kā sākās Visums. "Šis ir viens no lielā sprādziena teorijas pārbaudes pīlāriem: ūdeņraža un hēlija baronu skaitīšanas un visa pārējā izdomāšana periodiskajā tabulā," viņš sacīja.
Raugoties nākotnē, Shull norādīja, ka pētnieki cer apstiprināt savus atklājumus, pētot spilgtākus kvazārus. Shull un Danforth arī izpētīs, kā skābekļa gāze nokļuva šajos starpgalaktiskās kosmosa reģionos, lai arī viņiem ir aizdomas, ka tas tur ir izpūstas miljardu gadu laikā no galaktikām un kvazāriem. Tikmēr joprojām paliek atklāts jautājums, kā “trūkstošā matērija” kļuva par WHIM sastāvdaļu. Kad Danforth jautāja:
"Kā tas no zvaigznēm un galaktikām nokļūst starpgalaktiskajā telpā?" Starp diviem reģioniem notiek sava veida ekoloģija, un tās detaļas ir slikti izprotamas. ”
Pieņemot, ka šie rezultāti ir pareizi, zinātnieki tagad var virzīties uz priekšu ar kosmoloģijas modeļiem, kur tiek ņemta vērā visa nepieciešamā “normālā matērija”, kas mums liks soli tuvāk izpratnei par to, kā Visums veidojās un attīstījās. Tagad, ja mēs vienkārši varētu atrast šo nenotveramo tumšo vielu un tumšo enerģiju, mums būtu pilnīgs Visuma attēls! Jā, viens noslēpums vienlaikus ...
