Po celé desaťročia je prevažujúci kozmologický model používaný vedcami založený na teórii, ktorá okrem baryonickej hmoty - aka. „Normálna“ alebo „svetelná“ hmota, ktorú vidíme - vesmír tiež obsahuje značné množstvo neviditeľnej hmoty. Táto „temná hmota“ predstavuje zhruba 26,8% hmotnosti vesmíru, zatiaľ čo normálna hmota predstavuje iba 4,9%.
Zatiaľ čo hľadanie temnej hmoty pokračuje a priame dôkazy sa ešte nenašli, vedci si tiež uvedomili, že približne 90% normálnej hmoty vesmíru stále zostáva nezistených. Podľa dvoch nedávno uverejnených štúdií sa konečne našla veľká časť tejto normálnej hmoty - ktorá pozostáva z vlákien horúceho, difúzneho plynu, ktorý spája galaxie -.
Prvá štúdia s názvom „Hľadanie teplých a horúcich plynových vlákien medzi pármi svetelných červených galaxií SDSS“ sa objavila v Mesačné oznámenia Kráľovskej astronomickej spoločnosti, Štúdiu viedla Hideki Tanimura, vtedajší PhD kandidát na University of British Columbia. Medzi výskumníkov patrili kanadský inštitút pre pokročilý výskum (CIFAR), Liverpoolska univerzita Johna Mooresa a univerzita KwaZulu-Natal.
Druhá štúdia, ktorá sa nedávno objavila online, bola nazvaná „Chýbajúce baryóny v kozmickom webe odhalenom účinkom Sunyaev-Zel'dovich“. Tento tím pozostával z vedcov z Edinburghskej univerzity a bol vedený Anna de Graaff, vysokoškolská študentka z Astronomického ústavu na Kráľovskom observatóriu v Edinburghu. Tieto dva tímy pracovali nezávisle od seba a riešili problém chýbajúcich vecí vesmíru.
Na základe kozmologických simulácií prevládala teória, že predtým nedetekovaná normálna hmota vesmíru pozostáva z vlákien baryonickej hmoty - t. J. Protónov, neutrónov a elektrónov - ktoré sa vznášajú medzi galaxiami. Tieto oblasti sú známe ako „kozmický web“, kde plyn s nízkou hustotou existuje pri teplotách 105 až 107 K (-168 to -166 ° C; -270 až 266 ° F).
Kvôli štúdiám sa oba tímy poradili s údajmi z Planckovej spolupráce, podniku, ktorý vedie Európska vesmírna agentúra a ktorý zahŕňa všetkých tých, ktorí prispeli k Planck misia (ESA). Toto bolo predstavené v roku 2015, kde sa použilo na vytvorenie termálnej mapy vesmíru meraním vplyvu účinku Sunyaev-Zeldovich (SZ).
Tento efekt sa týka spektrálneho skreslenia v kozmickom mikrovlnnom pozadí, kde sú fotóny rozptýlené ionizovaným plynom v galaxiách a väčších štruktúrach. Počas svojho poslania študovať vesmír, Planck satelit meral spektrálne skreslenie fotónov CMB s veľkou citlivosťou a výsledná termálna mapa sa odvtedy používa na mapovanie štruktúry vesmíru vo veľkom meradle.
Vlákna medzi galaxiami sa však javili ako príliš slabé na to, aby vedci v tom čase skúmali. Aby sa to napravilo, tieto dva tímy prekonzultovali údaje z katalógov galaxií North a South CMASS, ktoré boli získané z 12. vydania údajov prieskumu Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Z tohto súboru údajov potom vybrali páry galaxií a zamerali sa na priestor medzi nimi.
Potom zhromaždili tepelné údaje získané pomocou Planck pre tieto oblasti nad sebou, aby sa posilnili signály spôsobené SZ efektom medzi galaxiami. Ako povedal Dr. Hideki časopisu Space Magazine e-mailom:
„Prieskum SDSS galaxie poskytuje tvar rozsiahlej štruktúry vesmíru. Pozorovanie Planck poskytuje mapu tlaku plynu na celej oblohe s lepšou citlivosťou. Tieto údaje kombinujeme, aby sme snímali nízkohustotný plyn v kozmickej sieti. “
Zatiaľ čo Tanimura a jeho tím ukladali údaje z 260 000 párov galaxií, de Graaff a jej tím ukladali údaje z viac ako milióna. Nakoniec tieto dva tímy prišli so silným dôkazom o plynových vláknach, aj keď ich merania sa trochu líšili. Zatiaľ čo tím spoločnosti Tanimura zistil, že hustota týchto vlákien bola približne trojnásobkom priemernej hustoty v okolitom priestore, de Graaf a jej tím zistili, že boli šesťnásobkom priemernej hustoty.
"Nízko hustý plyn v kozmickom pavučine zisťujeme štatisticky metódou stohovania," uviedol Hideki. „Druhý tím používa takmer rovnakú metódu. Naše výsledky sú veľmi podobné. Hlavný rozdiel spočíva v tom, že skúšame blízky vesmír, na druhej strane skúšame relatívne vzdialenejší vesmír. “
Tento konkrétny aspekt zvlášť zaujímavý v tom, že naznačuje, že v priebehu času sa baryonická hmota v kozmickom webe stala menej hustou. Medzi týmito dvoma výsledkami tvorili štúdie 15 až 30% z celkového baryonického obsahu vesmíru. Aj keď by to znamenalo, že ešte stále treba nájsť značné množstvo baryonickej hmoty vo vesmíre, napriek tomu je to pôsobivý nález.
Ako vysvetlil Hideki, ich výsledky podporujú nielen súčasný kozmologický model vesmíru (model Lambda CDM), ale tiež presahujú tento rámec:
„Detaily v našom vesmíre sú stále záhadou. Naše výsledky na to vrhli svetlo a odhaľujú presnejší obraz vesmíru. Keď ľudia šli do oceánu a začali vytvárať mapu nášho sveta, vtedy sa pre väčšinu ľudí nepoužívali, ale teraz používame mapu sveta na cestu do zahraničia. Rovnako tak mapa celého vesmíru nemusí byť teraz cenná, pretože nemáme technológiu, ktorá by zachádzala ďaleko do vesmíru. Mohlo by to však byť užitočné o 500 rokov neskôr. Sme v prvej fáze tvorby mapy celého vesmíru. “
Taktiež otvára príležitosti pre budúce štúdie Comsic Web, ktoré nepochybne ťažia z nasadenia nástrojov novej generácie, ako je James Webb Telescope, Atacama Cosmology Telescope a Q / U Imaging ExperimenT (QUIET). S trochou šťastia si budú môcť všimnúť zostávajúce chýbajúce veci. Potom by sme sa konečne mohli dostať do všetkej neviditeľnej omše!
