Εδώ και δεκαετίες, οι αστροφυσικοί αναζητούσαν την χαμένη ύλη του Σύμπαντος! Μέχρι τώρα, η ύλη που ήταν ορατή, ήταν αρκετά λιγότερη από τις προβλέψεις των κοσμικών μοντέλων, για τη Μεγάλη Έκρηξη. Αυτό δημιουργούσε κενά στην κατανόησή μας για το Σύμπαν. Τώρα όμως, μια ομάδα αστρονόμων έλυσε ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια του Σύμπαντος, βρίσκοντας την μισή από τη χαμένη ύλη, που έλειψε από τις προβλέψεις.
Η ομάδα ανακάλυψε πως η ύλη που λείπει, βρίσκεται εκτενώς σε διάχυτα ιονισμένα νήματα αερίου υδρογόνου, που περιβάλει τους γαλαξίες και τους ενώνει. Αυτά τα ευρήματα επιλύουν τις συγκρούσεις μεταξύ των παρατηρήσεων και τον μοντέλων της εξέλιξης του Σύμπαντος, ενώ δείχνουν πως οι μαύρες τρύπες στα κέντρα των γαλαξιών, μπορεί να εκτοξεύουν αέριο, αρκετά μακρύτερα από το αναμενόμενο, μέχρι και 5 φορές πιο μακριά.
Η ομάδα 75 επιστημόνων παρουσίαση την μελέτη, η οποία υποβάλλεται σε αξιολόγηση από ομότιμους και αν επικυρωθεί, θα είναι ένα σημαντικό βήμα για την κατανόηση της κατανομής της ύλης, σε όλο το Σύμπαν.
Η σκοτεινή ύλη αποτελεί περίπου το 84% της ύλης του σύμπαντος και παραμένει ένα μυστήριο. Το υπόλοιπο 16% είναι κανονική ύλη, με μόνο το 7% να σχηματίζει αστέρια. Το υπόλοιπο υπάρχει ως αόρατο αέριο υδρογόνο, ως επί το πλείστων ιονισμένο, εξαπλωμένο σε γαλαξίες και νήματα που σχηματίζουν έναν τεράστιο κοσμικό ιστό.
Αυτό ο ιονισμένο αέριο με τα συνδεδεμένα ηλεκτρόνια, είναι γνωστό ως θερμό-καυτό διαγαλαξιακό μέσο. Στην πραγματικότητα είναι πολύ κρύο και διάχυτο για να το ανιχνεύσουμε εύκολα με τις παραδοσιακές τεχνικές. Τώρα όμως, οι πρόσφατες ανακαλύψεις ρίχνουν φως στο μυστήριο γύρω από αυτό.
Οι ερευνητές υπολόγισαν την κατανομή του ιονισμένου αερίου υδρογόνου γύρω από τους γαλαξίες αναλύοντας δεδομένα από περίπου 7 εκατομμύρια φωτεινούς κόκκινους γαλαξίες που βρίσκονται σε απόσταση 8 δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη. Μέτρησαν το φαινόμενο Sunyaev-Zel’dovich, το οποίο παρακολουθεί το κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο (CMB), που προκαλείται από ηλεκτρόνια στο ιονισμένο αέριο. Το CMB είναι ένας κοσμικός «οπίσθιος φωτισμός», που αποκαλύπτει το αόρατο αέριο.
Τα δεδομένα του Γαλαξία συλλέχθηκαν από το Φασματοσκοπικό Όργανο Σκοτεινής Ενέργειας (DESI) στο τηλεσκόπιο Mayall στην Αριζόνα, το οποίο δημιουργεί έναν τρισδιάστατο χάρτη του σύμπαντος για τη μελέτη της σκοτεινής ενέργειας. Οι μετρήσεις CMB έγιναν από το Κοσμολογικό Τηλεσκόπιο Atacama (ACT) στη Χιλή, το οποίο ήταν γνωστό για τις ακριβείς παρατηρήσεις CMB πριν από τον παροπλισμό του το 2022.
Η ανάλυση, που διεξήχθη με ομάδες από το DESI, το ACT, το Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ και το Εθνικό Εργαστήριο Επιταχυντών SLAC, προάγει την κατανόηση της κατανομής ιονισμένου αερίου στο σύμπαν.
Μέχρι πρόσφατα, πιστεύαμε πως οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες στα κέντρα των γαλαξιών, απέβαλαν αέριο μόνο κατά τις πρώτες φάσης της δημιουργία τους, γνωστές και σαν ενεργοί γαλαξιακοί πυρήνες ή κβάζαρ. Ωστόσο, μια νέα μελέτη προτείνει ότι τα πιο διάχυτα και εκτεταμένα ιονισμένα φωτοστέφανα υδρογόνου γύρω από τους γαλαξίες δείχνουν ότι οι μαύρες τρύπες μπορεί επίσης να γίνουν ενεργές αργότερα στη ζωή τους σε κύκλους.
Αυτές οι κάμερες ασφαλείας όλων μας μεταδίδουν σε αυτή την ιστοσελίδα
Η αποβολή και η επιστροφή αερίου, που ονομάζεται ανάδραση, ρυθμίζει τον σχηματισμό αστέρων στους γαλαξίες. Προηγούμενες μελέτες δείχνουν πως αυτό το αέριο δεν είναι ομοιόμορφα κατανεμημένο, αλλά ακολουθεί τα κοσμικά νήματα σε όλο το Σύμπαν.
Ο εντοπισμός της ύλης που λείπει στο σύμπαν ή των βαρυονίων είναι ζωτικής σημασίας για την αντιμετώπιση βασικών ερωτημάτων στην κοσμολογία, όπως ο ρόλος του αερίου στην κοσμική εξέλιξη. Τα βαρυόνια φαίνεται να κινούνται σε όλο το σύμπαν, μέσω του κοσμικού ιστού, ανατροφοδοτώντας τη δημιουργία νέων αστέρων, ενώ διαμορφώνουν με αυτόν τον τρόπο και την εξέλιξη των γαλαξιών.
Αυτό ήταν το πρώτο βήμα, για την επίτευξη ενός τεράστιου στόχου. Για αυτό οι αστρονόμοι συνεχίζουν τις προσπάθειες κατανόησης των νημάτων που ενώνουν τους γαλαξίες. Όσο η τεχνολογία προχωρά όμως, οπλίζει την επιστήμη με όργανα μεγαλύτερης ακρίβειας, που επιτρέπουν στους επιστήμονες να δουν ακόμα και τα πιο δυσπρόσιτα μέρη του Σύμπαντος.
Η μελέτη έχει υποβληθεί για δημοσίευση στο Physical Review Letters.
