V šestdesetih letih prejšnjega stoletja so astronomi začeli opažati, da se zdi, da vesolju manjka nekaj mase. Med stalnimi opazovanji kozmosa in Teorija splošne relativnosti , so ugotovili, da mora biti velik del mase v vesolju neviden. Toda tudi po vključitvi te 'temne snovi' so lahko astronomi še vedno predstavljali le približno dve tretjini vse vidne (ali barionske) snovi.
To je povzročilo tisto, kar so astrofiziki poimenovali 'problem manjkajočih barionov'. Toda končno so znanstveniki odkrili tisto, kar je morda zadnja manjkajoča normalna snov v vesolju. Po mnenju a nedavna študija skupina mednarodnih znanstvenikov je ta manjkajoča snov sestavljena iz filamentov visoko ioniziranega plina kisika, ki leži v prostoru med galaksijami.
Študija z naslovom ' Opazovanja manjkajočih barionov v toplo-vročem medgalaktičnem mediju «, se je pred kratkim pojavilo v znanstveni revijiNarava.Študijo je vodil Fabrizio Nicastro, raziskovalec iz Nacionalni inštitut za astrofiziko (INAF) v Rimu in je vključeval člane iz SRON Nizozemski inštitut za vesoljske raziskave , Harvard-Smithsonian Center za astrofiziko (CfA), Inštitut za astronomijo Nacionalna avtonomna univerza Mehike , Nacionalni inštitut za astrofiziko, optiko in elektroniko , Inštitut za astrofiziko v La Plati (IALP-UNLP) in več univerz.
Umetnikov vtis o ULAS J1120+0641, zelo oddaljenem kvazarju, ki ga poganja črna luknja z maso, ki je dve milijardi krat večja od Sončeve. Zasluge: ESO/M. Kornmesser
Zaradi svoje študije je ekipa pregledala podatke iz serije instrumentov, da bi preučila prostor v bližini kvazarja, imenovanega 1ES 1553. Kvazarji so izjemno masivne galaksije z Aktivna galaktična jedra (AGN), ki oddajajo ogromne količine energije. Ta energija je posledica nabiranja plina in prahu supermasivne črne luknje (SMBH) v središču njihovih galaksij, kar povzroči, da črne luknje oddajajo sevanje in curke pregretih delcev.
V preteklosti so raziskovalci verjeli, da je bilo od normalne snovi v vesolju približno 10 % vezanih v galaksijah, medtem ko je 60 % obstajalo v razpršenih oblakih plina, ki zapolnjujejo ogromne prostore med galaksijami. Vendar je zaradi tega še vedno 30 % običajnih snovi ostalo neupoštevanih. Ta študija, ki je bila vrhunec 20-letnega iskanja, je skušala ugotoviti, ali je mogoče zadnje barione najti tudi v medgalaktičnem prostoru.
To teorijo je predlagal Charles Danforth, znanstveni sodelavec pri CU Boulder in soavtor te študije, v prispevku iz leta 2012, ki se je pojavil vThe Astrophysical Journal -z naslovom ' Popis barionov v večfaznem medgalaktičnem mediju: 30% barionov morda še vedno manjka “. V njem je Danforth predlagal, da bi manjkajoče barione verjetno našli v toplo vročem medgalaktičnem mediju (WHIM), spletu podobnem vzorcu v vesolju, ki obstaja med galaksijami.
Kot je navedel Michael Shull – profesor astrofizičnih in planetarnih znanosti na univerzi Colorado Boulder in eden od soavtorjev študije – se je ta divji teren zdel popoln kraj za ogled. »Tukaj je narava postala zelo perverzna «, on je rekel . 'Ta medgalaktični medij vsebuje filamente plina pri temperaturah od nekaj tisoč stopinj do nekaj milijonov stopinj.'
Od blizu zvezde blizu supermasivne črne luknje (vtis umetnika). Zasluge: ESA/Hubble, ESO, M. Kornmesser
Za testiranje te teorije je ekipa uporabila podatke iz spektrografa Cosmic Origins (COS) na Vesoljski teleskop Hubble preučiti WHIM v bližini kvazarja 1ES 1553. Nato so uporabili Evropsko vesoljsko agencijo (ESA) Rentgenska misija z več ogledali (XMM-Newton), da poiščemo znake barionov, ki so se pojavili v obliki visoko ioniziranih curkov plina kisika, segretih na temperature približno 1 milijon °C (1,8 milijona °F).
Najprej so raziskovalci uporabili COS na vesoljskem teleskopu Hubble, da bi dobili predstavo o tem, kje bi lahko našli manjkajoče barione v WHIM. Nato so prišli do teh barionov s pomočjo satelita XMM-Newton. Pri gostotah, ki so jih zabeležili, je ekipa ugotovila, da bi lahko ta superioniziran kisikov plin, ekstrapoliran na celotno vesolje, predstavljal zadnjih 30 % običajne snovi.
Kot je navedel prof. Shull, ti rezultati ne rešujejo le skrivnosti manjkajočih barionov, ampak bi lahko osvetlili tudi, kako se je vesolje začelo. 'To je eden od ključnih stebrov testiranja teorije velikega poka: ugotoviti popis barionov vodika in helija ter vsega drugega v periodnem sistemu,' je rekel .
Če pogledamo naprej, je Shull nakazal, da raziskovalci upajo, da bodo svoje ugotovitve potrdili s preučevanjem svetlejših kvazarjev. Shull in Danforth bosta tudi raziskala, kako je plin kisik prišel v ta območja medgalaktičnega prostora, čeprav sumita, da je bil tja v milijardah let vpihnjen iz galaksij in kvazarjev. Medtem pa ostaja odprto vprašanje, kako je »manjkajoča zadeva« postala del WHIM. Kot Danforth vprašal :
»Kako pride od zvezd in galaksij vse tja ven v medgalaktični prostor?. Med obema regijama se dogaja nekakšna ekologija, podrobnosti pa so slabo razumljene.'
Ob predpostavki, da so ti rezultati pravilni, lahko znanstveniki zdaj napredujejo z modeli kozmologije, kjer je upoštevana vsa potrebna 'normalna snov', kar nas bo postavilo korak bližje k razumevanju, kako se je vesolje oblikovalo in razvijalo. Zdaj, če bi le našli tisto izmuzljivo temno snov in temno energijo, bi imeli popolno sliko Vesolja! No, ena skrivnost naenkrat ...
