V 60. rokoch si astronómovia všimli, že vo vesmíre sa zdá, že mu chýba nejaká omša. Medzi pokračujúcimi pozorovaniami vesmíru a teóriou všeobecnej relativity určovali, že veľká časť hmoty vo vesmíre musí byť neviditeľná. Ale aj po zahrnutí tejto „temnej hmoty“ mohli astronómovia stále tvoriť iba asi dve tretiny všetkej viditeľnej (aka. Baryonickej) hmoty.
To viedlo k tomu, čo astrofyzici nazvali „chýbajúcim baryónovým problémom“. Ale nakoniec vedci zistili, čo môže byť veľmi dobre poslednou chýbajúcou normálnou hmotou vo vesmíre. Podľa nedávnej štúdie tímu medzinárodných vedcov táto chýbajúca hmota pozostáva z vlákien vysoko ionizovaného kyslíkového plynu, ktorý leží v priestore medzi galaxiami.
Štúdia s názvom „Pozorovanie chýbajúcich baryónov v teplom horúcom medzigalaktickom médiu“ sa nedávno objavila vo vedeckom časopise. Nature. Túto štúdiu viedol Fabrizio Nicastro, výskumný pracovník z Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) v Ríme, a zahŕňali členov z Holandského inštitútu pre vesmírny výskum SRON, Harvardsko-Smithsonovského centra pre astrofyziku (CfA), Instituteuto de Astronomia Universidad Nacional Autonoma de Mexico, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica, Instituto de Astrofísica de La Plata (IALP-UNLP) a viaceré univerzity.
Kvôli štúdiu tím konzultoval údaje zo série prístrojov na skúmanie priestoru v blízkosti kvasaru s názvom 1ES 1553. Kvazary sú mimoriadne masívne galaxie s aktívnymi galaktickými jadrami (AGN), ktoré emitujú obrovské množstvá energie. Táto energia je výsledkom toho, že sa plyn a prach hromadia na supermasívnych čiernych dierach (SMBH) v strede ich galaxií, čo vedie k tomu, že čierne diery emitujú žiarenie a prúdy prehriatych častíc.
V minulosti sa vedci domnievali, že v normálnej hmote vo vesmíre bolo okolo 10% viazaných v galaxiách, zatiaľ čo 60% existovalo v rozptýlených oblakoch plynu, ktoré zapĺňajú obrovské priestory medzi galaxiami. To však stále ponecháva 30% normálnej hmoty nezohľadnené. Táto štúdia, ktorá bola vyvrcholením dvadsaťročnej rešerše, sa snažila zistiť, či sa posledné baryóny nachádzajú aj v medzigalaktickom priestore.
Túto teóriu navrhol Charles Danforth, výskumný pracovník CU Boulder a spoluautor tejto štúdie, v dokumente z roku 2012, ktorý sa objavil v The Astrofyzical Journal - s názvom „Baryonský sčítanie ľudu vo viacfázovom medzigalaktickom médiu: 30% z Baryónov môže stále chýbať“. V ňom Danforth navrhol, že chýbajúce baryóny sa pravdepodobne budú nachádzať v teplom horúcom medzigalaktickom médiu (WHIM), webovom modeli v priestore, ktorý existuje medzi galaxiami.
Ako naznačil Michael Shull - profesor astrofyzikálnych a planetárnych vied na University of Colorado Boulder a jeden zo spoluautorov štúdie, tento divoký terén sa zdal byť perfektným miestom na pozeranie. ," povedal. "Toto medzigalaktické médium obsahuje vlákna plynu pri teplotách od niekoľkých tisíc stupňov do niekoľkých miliónov stupňov."
Na testovanie tejto teórie tím použil údaje z kozmického vesmírneho ďalekohľadu (COS) na Hubbleovho vesmírneho teleskopu na preskúmanie WHIM blízko kvasaru 1ES 1553. Potom použil rôntgenovú viacrozmernú misiu Európskej vesmírnej agentúry (ESA) (ESA) ( XMM-Newton), aby sme sa bližšie zoznámili s príznakmi baryónov, ktoré sa objavili vo forme vysoko ionizovaných prúdov kyslíka zahriateho na teploty asi 1 milión ° C (1,8 milióna ° F).
Vedci najskôr pomocou COS na Hubbleovom vesmírnom teleskope získali predstavu o tom, kde by mohli nájsť chýbajúce baryóny v WHIM. Ďalej sa obracali na tie baryóny pomocou satelitu XMM-Newton. Pri hustotách, ktoré zaznamenali, tím dospel k záveru, že keď sa extrapolujú na celý vesmír, tento superionizovaný kyslíkový plyn môže predstavovať posledných 30% obyčajnej hmoty.
Ako naznačil Prof. Shull, tieto výsledky nielen vyriešili záhadu chýbajúcich baryónov, ale mohli tiež objasniť, ako začal vesmír. "Toto je jeden z kľúčových pilierov testovania teórie Veľkého tresku: zisťovanie baryónskeho sčítania vodíka a hélia a všetko ostatné v periodickej tabuľke," uviedol.
Pri pohľade do budúcnosti Shull naznačil, že vedci dúfajú, že svoje zistenia potvrdia štúdiom jasnejších kvázarov. Shull a Danforth tiež preskúmajú, ako sa plynný kyslík dostal do týchto oblastí medzigalaktického priestoru, hoci majú podozrenie, že sa tam v priebehu miliárd rokov vháňal z galaxií a kvázarov. Zatiaľ však zostáva otvorenou otázkou, ako sa „chýbajúca vec“ stala súčasťou WHIM. Ako sa pýtala Danforth:
"Ako sa dostane z hviezd a galaxií až sem do medzigalaktického priestoru?" Medzi týmito dvoma regiónmi prebieha určitá ekológia a detaily, ktoré nie sú dostatočne pochopené. “
Za predpokladu, že tieto výsledky sú správne, vedci sa teraz môžu pohnúť vpred s modelmi kozmológie, v ktorých sa započítavajú všetky potrebné „normálne záležitosti“, čo nás posunie o krok bližšie k pochopeniu toho, ako sa vesmír vyvíjal a vyvíjal. Ak by sme teraz mohli nájsť tú nepolapiteľnú temnú hmotu a temnú energiu, mali by sme úplný obraz vesmíru! Aha, jedno tajomstvo naraz ...
