A tudósok által használt domináns kozmológiai modell évtizedek óta azon az elméleten alapszik, hogy a baryonic anyag mellett - más néven. „Normál” vagy „fényes” anyag, amelyet láthatunk - az Univerzum jelentős mennyiségű láthatatlan tömeget is tartalmaz. Ez a „sötét anyag” az univerzum tömegének körülbelül 26,8% -át teszi ki, míg a normál anyag csupán 4,9% -át.
Miközben a sötét anyag keresése folyamatban van, és közvetlen bizonyítékok még nem találhatók, a tudósok azt is tudták, hogy az univerzum normál anyagának körülbelül 90% -át még mindig észrevétlenül maradták. Két nemrégiben megjelent új tanulmány szerint ennek a normál anyagnak a nagy részét - amely forró, diffúz gázszálakból áll, amelyek a galaxisokat összekötik - végül megtalálhatják.
Az első, „Meleg / forró gázszálak keresése az SDSS világító vörös galaxisok párjai között” című tanulmány a A Királyi Csillagászati Társaság havi értesítései. A tanulmányt Hideki Tanimura vezette, aki akkoriban doktorjelölt volt a British Columbia Egyetemen, és bevonta a Kanadai Fejlett Kutatási Intézet (CIFAR), a Liverpool John Moores Egyetem és a KwaZulu-Natal Egyetem kutatóit.
A nemrégiben online megjelenő második tanulmány „Hiányzó barionok a kozmikus webben a Sunjajev-Zel’dovics-effektus feltárása” címet kapta. Ez a csapat az Edinburgh-i Egyetem kutatóiból állt, és Anna de Graaff vezetésével, az Edinburgh-i Királyi Obszervatórium Csillagászati Intézetének hallgatója volt. A két csapat egymástól függetlenül dolgozva foglalkozott az Univerzum hiányzó anyagának problémájával.
A kozmológiai szimulációk alapján az uralkodó elmélet az volt, hogy a világegyetem korábban nem észlelt normál anyaga a galaxisok között lebegő baryon anyag - azaz protonok, neutronok és elektronok - szálaiból áll. Ezek a régiók az úgynevezett „kozmikus háló”, ahol alacsony sűrűségű gáz van 105–107 K (–168 t0 –166 ° C; –270–266 ° F) hőmérsékleten.
Tanulmányaik érdekében mindkét csoport megkérdezte a Planck Collaboration - az Európai Űrügynökség által fenntartott vállalkozás - adatait, amely magában foglalja mindazokat, akik hozzájárultak a Planck küldetés (ESA). Ezt 2015-ben mutatták be, ahol felhasználták a Világegyetem hőtérképének elkészítéséhez, a Sunyaev-Zeldovich (SZ) hatásának mérésével.
Ez a hatás egy spektrális torzulásra utal a kozmikus mikrohullámú háttérben, ahol a fotonokat ionizált gáz szétszórja galaxisokban és nagyobb struktúrákban. A kozmosz tanulmányozása során a Planck a műholdas nagy érzékenységgel mérte a CMB fotonok spektrális torzulását, és a kapott hőtérképet azóta használják az univerzum nagy léptékű szerkezetének ábrázolására.
A galaxisok közötti filamentumok azonban túlságosan gyengenek tűntek ahhoz, hogy a tudósok akkoriban megvizsgálhassák. Ennek orvoslása érdekében a két csoport megkérdezte az északi és a déli CMASS galaxis-katalógus adatait, amelyeket a Sloan Digital Sky Survey (SDSS) 12. adatközléséből állítottak elő. Ebből az adatkészletből kiválasztották a galaxispárokat, és a köztük lévő térre összpontosítottak.
Ezután egymással összegyűjtötték a Planck ezeken a területeken egymás felett, a galaxisok közötti SZ-hatás által keltett jelek erősítése érdekében. Ahogy Dr. Hideki e-mailben mondta a Space Magazine-nak:
Az SDSS galaxis felmérése megmutatja az univerzum nagyméretű felépítését. A Planck megfigyelés az égbolt teljes éghajlati térképét mutatja, jobb érzékenységgel. Ezeket az adatokat egyesítjük az alacsony sűrűségű gáz vizsgálatához a kozmikus hálóban. ”
Míg Tanimura és csapata 260 000 galaxispárból gyűjtött adatokat, de Graaff és csapata több mint egymillió adatot halmozott fel. Végül a két csapat erőteljes bizonyítékokkal találta meg a gázszálakat, bár méréseik kissé eltértek. Míg Tanimura csapata úgy találta, hogy ezeknek a szálaknak a sűrűsége a környező üregben az átlagos sűrűség körül háromszorosa, De Graaf és csapata azt találta, hogy az átlag sűrűségének hatszorosa.
"Statisztikai módon egymásra rakási módszerrel detektáljuk az alacsony sűrűségű gázt a kozmikus hálóban" - mondta Hideki. „A másik csapat szinte ugyanazt a módszert használja. Eredményeink nagyon hasonlóak. A fő különbség az, hogy egy közeli Univerzumot vizsgálunk, másrészt viszonylag távolabbi Univerzumot vizsgálunk. ”
A különösen érdekes ez a sajátos szempont, mivel arra utal, hogy az idő múlásával a kozmikus webben a baryonic anyag kevésbé sűrűvé vált. E két eredmény között a tanulmányok az univerzum teljes barionikus tartalmának 15-30% -át tették ki. Noha ez azt jelentené, hogy a Világegyetem baryon anyagának jelentős részét még meg kell találni, ez mégis lenyűgöző lelet.
Mint Hideki kifejtette, eredményeik nemcsak az univerzum jelenlegi kozmológiai modelljét (a Lambda CDM modellt) támasztják alá, hanem túlmutatnak rajta:
„A világegyetemben lévő részletek még mindig rejtélyek. Eredményeink rávilágítanak rá, és pontosabb képet mutatnak az univerzumról. Amikor az emberek kimentek az óceánhoz és elkezdték készíteni világtérképünket, akkor a legtöbb ember nem használták fel, de a világtérképet most külföldre utazásra használjuk. Ugyanígy lehet, hogy az egész világegyetem térképe most nem értékes, mert nincs olyan technológiánk, amely messze menne az űrbe. 500 évvel később azonban értékes lehet. Az egész univerzum térképének elkészítésének első szakaszában vagyunk.
Ez lehetőséget teremt a Comsic Web jövőbeni tanulmányozására is, amely kétségtelenül előnyös a következő generációs eszközök, mint például James Webb távcső, az Atacama kozmológiai távcső és a Q / U Imaging ExperimentT (QUIET) telepítéséből. Bármely szerencsével képesek lesznek felismerni a hiányzó anyagot. Akkor talán végre végre nullázhatjuk az összes láthatatlan tömeget!
