Septintajame dešimtmetyje astronomai pradėjo pastebėti, kad Visatoje, atrodo, trūksta tam tikros masės. Tarp vykstančių kosmoso stebėjimų ir Bendrojo reliatyvumo teorijos jie nustatė, kad didžioji dalis Visatos masės turi būti nematoma. Bet net ir įtraukus šią „tamsiąją medžiagą“, astronomai vis tiek galėjo sudaryti tik apie du trečdalius visos matomos (dar žinomos kaip baryoninės) medžiagos.
Tai paskatino tai, ką astrofizikai pavadino „dingusių baronų problema“. Tačiau pagaliau mokslininkai išsiaiškino, kas gali būti paskutinis normaliosios materijos trūkumas Visatoje. Remiantis neseniai atliktu tarptautinių mokslininkų komandos tyrimu, šią trūkstamą medžiagą sudaro labai jonizuotų deguonies dujų gijos, esančios erdvėje tarp galaktikų.
Neseniai moksliniame žurnale pasirodė tyrimas pavadinimu „Dingusių baronų stebėjimas šiltoje ir karštoje tarpgalaktinėje terpėje“. Gamta. Tyrimui vadovavo Fabrizio Nicastro, tyrėjo iš „Istituto Nazionale di Astrofisica“ (INAF) Romoje, ir tyrime dalyvavo SRON Nyderlandų kosmoso tyrimų instituto, Harvardo – Smithsonian astrofizikos centro (CfA), „Instituto de Astronomia Universidad“ nariai. Meksikos nacionalinė autonominė mokykla, „Astrofísica Instituto“, „Óptica y Electrónica“, La Plata „Astrofísica“ („IALP-UNLP“) ir keli universitetai.
Tyrimo tikslais komanda, siekdama ištirti erdvę šalia kvazaro, vadinamo 1ES 1553, ėmėsi įvairių prietaisų duomenų. Kvazarai yra ypač masyvios galaktikos su aktyviu galaktikos branduoliu (AGN), kurios išskiria didžiulį energijos kiekį. Ši energija susidaro dėl to, kad dujos ir dulkės susikaupia ant supermasyvių juodųjų skylių (SMBH) jų galaktikų centre, todėl juodosios skylės skleidžia radiaciją ir perkaitintų dalelių purkštukus.
Anksčiau tyrėjai tikėjo, kad apie 10% įprastos materijos Visatoje yra surišta galaktikose, o 60% - difuziniuose dujų debesyse, kurie užpildo didelius tarpus tarp galaktikų. Tačiau tai vis tiek lėmė 30% įprastos medžiagos praradimą. Šiuo tyrimu, kuris buvo 20 metų trunkančios paieškos kulminacija, buvo siekiama išsiaiškinti, ar paskutinius baronus galima rasti ir tarpgalaktinėje erdvėje.
Šią teoriją pasiūlė Charlesas Danforthas, „CU Boulder“ bendradarbis ir šio tyrimo bendraautorius, 2012 m. Astrofizinis žurnalas - pavadinimu „Baryono surašymas daugiafazėje tarpgalaktinėje terpėje: 30% baronų dar gali trūkti“. Jame Danforthas pasiūlė, kad dingę baryonai greičiausiai būtų rasti šiltoje-karštoje tarpgalaktinėje terpėje (WHIM), žiniatinklio pavidalo erdvėje, egzistuojančioje tarp galaktikų.
Kaip nurodė Michaelas Shullas - Kolorado Boulderio universiteto astrofizikos ir planetų mokslų profesorius ir vienas iš tyrimo autorių, šis laukinis reljefas atrodė kaip ideali vieta ieškoti. “Štai kur gamta tapo labai iškrypusi. ," jis pasakė. "Šioje tarpgalaktinėje terpėje yra dujų gijų, kurių temperatūra svyruoja nuo kelių tūkstančių laipsnių iki kelių milijonų laipsnių."
Norėdami išbandyti šią teoriją, komanda panaudojo Hablo kosminio teleskopo kosminio šaltinio spektrografo (COS) duomenis, kad ištirtų WHIM šalia kvazaro 1ES 1553. Tada jie pasinaudojo Europos kosmoso agentūros (ESA) rentgeno daugialypių veidrodžių misija ( XMM-Niutonas), norėdami atidžiau pažvelgti į baryonų požymius, kurie atsirado kaip labai jonizuotos deguonies dujų srovės, kaitinamos iki maždaug 1 mln. ° C (1,8 mln. ° F) temperatūros.
Pirmiausia tyrėjai pasinaudojo Hablo kosminio teleskopo COS, norėdami sužinoti, kur jie galėtų rasti WHIM trūkstamus baronus. Tada jie pasistatė tuos baronus naudodamiesi XMM-Newton palydovu. Jų užfiksuoto tankio metu komanda padarė išvadą, kad ekstrapoliuojant visą Visatą, šios superjonizuotos deguonies dujos gali sudaryti paskutinius 30% įprastų medžiagų.
Kaip nurodė prof. Shull, šie rezultatai ne tik išsprendžia dingusių barionų paslaptį, bet ir gali parodyti, kaip prasidėjo Visata. „Tai yra vienas iš pagrindinių„ Didžiojo sprogimo “teorijos išbandymo ramsčių: išsiaiškinti vandenilio ir helio barionų surašymą ir visa kita periodinėje lentelėje“, - sakė jis.
Žvelgdamas į priekį, Shull nurodė, kad tyrėjai tikisi savo išvadas patvirtinti tyrinėdami ryškesnius kvazarus. Shull ir Danforthas taip pat ištirs, kaip deguonies dujos pateko į šiuos tarpgalaktinės kosmoso regionus, nors jie įtaria, kad per milijardus metų jie buvo pūsti per galaktikas ir kvazarus. Tačiau tuo metu lieka atviras klausimas, kaip „dingusi materija“ tapo WHIM dalimi. Kai Danforthas paklausė:
„Kaip ji iš žvaigždžių ir galaktikų patenka į tarpgalaktinę erdvę?“ Tarp dviejų regionų vyksta tam tikra ekologija, kurios detalės nėra gerai suprantamos. “
Darant prielaidą, kad šie rezultatai yra teisingi, mokslininkai dabar gali žengti į priekį su kosmologijos modeliais, kuriuose atsižvelgiama į visą būtiną „normaliąją materiją“, o tai padės mums žengti žingsnį arčiau supratimo, kaip Visata formavosi ir vystėsi. Jei tik rastume tą nemandagią tamsiąją medžiagą ir tamsiąją energiją, mes turėtume pilną Visatos vaizdą! Na, viena paslaptis vienu metu ...
