Исследователи заявили, что этот подвиг завершает «одну из главных проблем современной космологии».
Во-первых, пояснение. Мы не нашли темную материю или темную энергию, которые, как считается, вместе составляют около 98% Вселенной. На самом деле, согласно Нилу де Грассу Тайсону, мы даже не должны называть это темной материей, потому что мы не знаем, что это на самом деле материя, или даже что это такое. Он предлагает использовать термин темная гравитация.
Несмотря на это, считается, что 70% Вселенной состоит из темной энергии и 23% из темной материи. В то время как вся так называемая нормальная или «барионная» материя составляет всего 5% нашего космоса. Недавно объявленное открытие относится к этой «нормальной» сфере. Это облегчение среди астрономов, астрофизиков и космологов. Среди триллионов наблюдаемых галактик, составляющих известную Вселенную, чего-то не хватало до сих пор: какой материи существует между галактиками.
Звезды и галактики составляют около 10% обычной материи. Помимо этого, ученые не были уверены, где находится примерно половина обычной материи во Вселенной. Хотя они размышляли об этом десятилетиями, теперь мы знаем, что облака и нити горячего газа соединяют галактики вместе. Обнаружение их «было одной из главных проблем современной космологии», пишут исследователи в отчете, опубликованном в журнале Astrophysics.
Космический микроволновый фон. Кредит: Getty Images.
Открытие сделали две группы ученых: одна под руководством Анны де Грааф из Эдинбургского университета в Великобритании, а другая под руководством Хидеки Танимура из Института космической астрофизики во Франции. Обе команды использовали в своей работе Слоановский цифровой обзор неба, наиболее полную трехмерную визуализацию нашей Вселенной на сегодняшний день.
Ученые подозревали, что пропавшие барионы обитали в «нитевидных структурах в космической паутине, образуя газ низкой плотности». Но этот газ был недостаточно горячим, чтобы его могли обнаружить рентгеновские телескопы. Они также слишком тонкие, чтобы их можно было увидеть визуально. Пришлось искать другой метод обнаружения.
В этом исследовании исследователи попытались сделать это с помощью теплового эффекта Сюняева-Зельдовича (СЗ). Оставшееся излучение Большого взрыва, известное как космический микроволновый фон (CMB), в данный момент распространяется по Вселенной. Когда такие частицы проходят через нити горячего газа, они приобретают энергию. Фотоны реликтового излучения выбрасывают электроны, содержащиеся в газе, создавая тепло-горячую межгалактическую материю (WHIM), которую можно улавливать с помощью оборудования и изучать. Это явление известно как эффект СЗ.
Тепло-Горячая Межгалактическая Материя (КАЧУТ). Предоставлено: Принстонский университет.
Галактики во Вселенной уже считались взаимосвязанными в сети, с галактиками и скоплениями галактик, натянутыми вдоль нитей. Но это все было спекулятивным, до сих пор. Что сделали исследователи, так это сложили эти области, найденные между галактиками, вместе, чтобы их было легче обнаружить.
В то время как французская команда объединила данные 260 000 пар галактик для обнаружения барионных нитей, шотландская команда собрала более миллиона. Французская группа обнаружила, что нити в четыре раза плотнее обычной материи, тогда как шотландская обнаружила их в шесть раз плотнее. Но с учетом подхода французской группы, в котором использовались нити, находящиеся на разном расстоянии, результаты были на самом деле схожими. Это доказывает, что газы были достаточно плотными, чтобы образовать нити, удерживающие вселенную вместе.
Одна важная вещь, которую следует отметить, по словам астронома Дж. Майкл Шулл из Колорадского университета в Боулдере считает, что такие газы могут не идеально выровняться между галактиками. По крайней мере, так он сказал журналу Science. Он может принимать более сложную конфигурацию в трехмерном пространстве. Тем не менее, это открытие позволяет ученым лучше понять материю и нашу Вселенную. Несмотря на это, загадок по-прежнему предостаточно. Мы остаемся в неведении относительно большей части того, что составляет наш космос.