În anii ’60, astronomii au început să observe că Universul părea că lipsește oarecare masă. Între observațiile în curs ale cosmosului și Teoria relativității generale, ei au stabilit că o mare parte din masă trebuie să fie invizibilă. Dar chiar și după includerea acestei „materii întunecate”, astronomii nu mai puteau reprezenta decât aproximativ două treimi din toată materia vizibilă (de asemenea, baryonic).
Acest lucru a dat naștere la ceea ce astrofizicienii au numit „problema baronului lipsă”. În sfârșit, oamenii de știință au descoperit care poate fi foarte bine ultima materie normală care lipsește din Univers. Conform unui studiu recent realizat de o echipă de oameni de știință internaționali, această materie lipsă constă în filamente de gaz de oxigen puternic ionizat care se află în spațiul dintre galaxii.
Studiul, intitulat „Observații ale baronilor dispăruți în mediul intergalactic cald - cald”, a apărut recent în revista științifică Natură. Studiul a fost condus de Fabrizio Nicastro, un cercetător de la Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) din Roma și a inclus membri ai Institutului Olandez de Cercetare Spațială SRON, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), Institutului de Astronomie Universidad Nacional Autonoma de Mexic, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica și Electronică, Institutul de Astrofizică de La Plata (IALP-UNLP) și mai multe universități.
În scopul studiului lor, echipa a consultat date dintr-o serie de instrumente pentru a examina spațiul din apropierea unui quasar numit 1ES 1553. Quasarii sunt galaxii extrem de masive cu nuclee galactice active (AGN) care emit cantități imense de energie. Această energie este rezultatul faptului că gazul și praful sunt acumulați pe găurile negre supermasive (SMBHs) din centrul galaxiilor lor, ceea ce duce la gaurile negre care emit radiații și jeturi de particule supraîncălzite.
În trecut, cercetătorii credeau că din materia normală din Univers, aproximativ 10% era legat în galaxii, în timp ce 60% existau în nori difuzi de gaz care umple spațiile vaste dintre galaxii. Totuși, acest lucru a lăsat încă necontrolat 30% din materia normală. Acest studiu, care a fost punctul culminant al unei căutări de 20 de ani, a urmărit să stabilească dacă ultimii baroni pot fi găsiți și în spațiul intergalactic.
Această teorie a fost sugerată de Charles Danforth, asociat de cercetare la CU Boulder și coautor la acest studiu, într-o lucrare din 2012 care a apărut în Jurnalul Astrofizic - intitulat „Recensământul Baryon într-un mediu interhactic multiplu: 30% dintre baroni pot lipsi în continuare”. În el, Danforth a sugerat că barionii dispăruți ar fi probabil să se regăsească în mediul intergalactic cald-cald (WHIM), un model asemănător unui web în spațiu care există între galaxii.
După cum a indicat Michael Shull - profesor de științe astrofizice și planetare la Universitatea din Colorado Boulder și unul dintre coautorii studiului - acest teren sălbatic părea a fi locul perfect pentru a arăta. „Iată că natura a devenit foarte perversă. ," el a spus. „Acest mediu intergalactic conține filamente de gaz la temperaturi de la câteva mii de grade la câteva milioane de grade.”
Pentru a testa această teorie, echipa a folosit date din Spectrograful Cosmic Origins (COS) de pe Telescopul Spațial Hubble pentru a examina WHIM în apropierea quasarului 1ES 1553. Apoi au folosit misiunea cu oglindă multifuncțională a razei X a Agenției Spațiale Europene (ESA) XMM-Newton) pentru a căuta mai atent semnele barionilor, care au apărut sub formă de jeturi puternic ionizate de gaz de oxigen încălzit la temperaturi de aproximativ 1 milion ° C (1,8 milioane ° F).
În primul rând, cercetătorii au folosit COS-ul de pe Telescopul Spațial Hubble pentru a-și face o idee despre locul în care ar putea găsi barionii care lipsesc din CĂTRE. În continuare, s-au adăpostit pe acei baroni utilizând satelitul XMM-Newton. La densitățile înregistrate, echipa a ajuns la concluzia că atunci când este extrapolată la întregul Univers, acest gaz de oxigen super ionizat ar putea reprezenta ultimele 30% din materia obișnuită.
După cum a indicat prof. Shull, aceste rezultate nu numai că rezolvă misterul barionilor dispăruți, dar ar putea, de asemenea, să arunce o lumină asupra modului în care a început Universul. „Acesta este unul dintre pilonii cheie ai testării teoriei Big Bang: descoperirea recensământului baryon de hidrogen și heliu și orice altceva din tabelul periodic”, a spus el.
Privind în viitor, Shull a indicat că cercetătorii speră să-și confirme rezultatele studiind cvasarii mai strălucitori. Shull și Danforth vor explora, de asemenea, modul în care gazul de oxigen a ajuns în aceste regiuni ale spațiului intergalactic, deși suspectează că a fost aruncat acolo de-a lungul a miliarde de ani de la galaxii și quasari. Între timp, cu toate acestea, modul în care „chestiunea care lipsește” a devenit parte din CĂTRE rămâne o întrebare deschisă. După cum a cerut Danforth:
„Cum se ajunge de la stele și galaxii până aici în spațiul intergalactic ?. Există un fel de ecologie între cele două regiuni și detaliile sunt slab înțelese. ”
Presupunând că aceste rezultate sunt corecte, oamenii de știință pot acum să avanseze cu modele de cosmologie în care se ține cont de toată „materia normală” necesară, ceea ce ne va pune un pas mai aproape de a înțelege modul în care Universul s-a format și a evoluat. Acum, dacă am putea găsi doar acea materie întunecată și energie întunecată, am avea o imagine completă a Universului! Ah, un mister odată ...
