Teadlaste kasutatud valdav kosmoloogiline mudel on aastakümneid tuginenud teooriale, et lisaks baryoonilisele ainele - aka. "Normaalne" või "helendav" aine, mida me näeme - universum sisaldab ka märkimisväärses koguses nähtamatut massi. See “tume aine” moodustab umbes 26,8% universumi massist, samas kui normaalne aine moodustab kõigest 4,9%.
Kuigi Dark Matteri otsingud jätkuvad ja otseseid tõendeid veel pole, on teadlased ka teadnud, et umbes 90% Universumi normaalsest ainest jäi endiselt avastamata. Kahe hiljuti avaldatud uue uuringu kohaselt võis lõpuks leida osa sellest normaalsest ainest - mis koosneb kuuma hajugaasi hõõgniitidest, mis ühendavad galaktikaid omavahel.
Esimene uuring pealkirjaga “Soojade / kuumade gaasifilamentide otsimine SDSS-i helendavate punaste galaktikate paaride vahel” ilmus ajakirjas Kuningliku Astronoomiaühingu igakuised teated. Uuringut juhtis tollane Briti Columbia ülikooli doktorant Hideki Tanimura ning uuringusse kaasati Kanada Advanced Research Institute (CIFAR), Liverpool John Moores University ja KwaZulu-Natali ülikooli teadlased.
Teine hiljuti Internetis ilmunud uuring kandis pealkirja “Kadunud barjäärid kosmilises veebis, mille ilmutas Sunyaev-Zel’dovichi efekt”. See meeskond koosnes Edinburghi ülikooli teadlastest ja seda juhtis Edinburghi kuningliku observatooriumi astronoomia instituudi bakalaureuseõppe tudeng Anna de Graaff. Töötades üksteisest sõltumatult, tegelesid need kaks meeskonda Universumi kadunud aine probleemiga.
Kosmoloogilistele simulatsioonidele tuginedes on valdavaks teooriaks olnud, et Universumi varem avastamata normaalne aine koosneb galaktikate vahel hõljuvatest baryoonse aine ahelatest - s.o prootonitest, neutronitest ja elektronidest. Neid piirkondi nimetatakse kosmiliseks veebiks, kus madala tihedusega gaas eksisteerib temperatuuril 105–107 K (–168 t0 –166 ° C; –270–266 ° F).
Oma uuringute huvides otsisid mõlemad meeskonnad teavet Euroopa Kosmoseagentuuri hallatava ettevõtmise Planck Collaboration andmetest, mis hõlmab kõiki neid, kes aitasid kaasa Planck missioon (ESA). Seda esitleti 2015. aastal, kus seda kasutati universumi termilise kaardi koostamiseks, mõõtes Sunjajevi-Zeldovitši (SZ) mõju.
See efekt viitab spektraalsele moonutamisele kosmilise mikrolaine taustal, kus ioniseeritud gaas hajutab footonid galaktikates ja suuremates struktuurides. Kosmosi uurimise missiooni ajal Planck satelliit mõõtis suure tundlikkusega CMB footonite spektrimoonutusi ja saadud termilist kaarti on sellest ajast alates kasutatud Universumi suuremahulise struktuuri kaardistamiseks.
Galaktikate vahelised hõõgniidid tundusid teadlaste jaoks toona uurimiseks liiga nõrgad. Selle parandamiseks kasutasid kaks meeskonda CMASSi põhja- ja lõunaosa galaktikakataloogide andmeid, mis saadi Sloan Digital Sky Survey (SDSS) 12. andmeväljaandest. Seejärel valisid nad selle andmekogumi hulgast paar galaktikaid ja keskendusid nendevahelisele ruumile.
Seejärel virnastati nad soojusandmed, mis saadi Planck nendel aladel üksteise peal, et tugevdada signaale, mida põhjustab galaktikate vahel SZ-i mõju. Nagu dr Hideki ütles ajakirjale Space Magazine:
„SDSS galaktika uuring annab ülevaate universumi suuremahulisest struktuurist. Plancki vaatlus pakub parema tundlikkusega gaasi rõhu kaarti taevas. Me ühendame need andmed kosmoseveebi madala tihedusega gaasi uurimiseks. ”
Kui Tanimura ja tema meeskond ladusid andmeid 260 000 galaktikapaari kohta, siis de Graaff ja tema meeskond ladusid andmeid enam kui miljonilt. Lõpuks leidsid kaks meeskonda tugevaid tõendeid gaasi hõõgniidi kohta, ehkki nende mõõtmised erinesid mõnevõrra. Kui Tanimura meeskond leidis, et nende kiudude tihedus oli ümbritseva tühimiku keskmisest tihedusest kolm korda suurem, siis De Graaf ja tema meeskond leidsid, et need on keskmisest tihedusest kuus korda suuremad.
"Tuvastame madala tihedusega gaasi kosmilises veebis statistiliselt virnastamismeetodi abil," ütles Hideki. “Teine meeskond kasutab peaaegu sama meetodit. Meie tulemused on väga sarnased. Peamine erinevus on see, et me sondeerime lähedalasuvat Universumit, teisalt sondeerivad nad suhteliselt kaugemat Universumit. ”
See eriti huvitav aspekt, kuna see vihjab, et aja jooksul on kosmilise veebi baryooniline aine muutunud vähem tihedaks. Nende kahe tulemuse vahel moodustasid uuringud 15–30% kogu Universumi baryoonisisaldusest. Kuigi see tähendaks, et märkimisväärne osa Universumi baryoonilisest ainest on veel alles, on see siiski muljetavaldav leid.
Nagu Hideki selgitas, ei toeta nende tulemused mitte ainult praegust universumi kosmoloogilist mudelit (Lambda CDM mudel), vaid lähevad sellest kaugemale:
“Üksikasjad meie universumis on endiselt mõistatus. Meie tulemused valgustavad seda ja näitavad täpsemat pilti Universumist. Kui inimesed läksid ookeani äärde ja hakkasid meie maailmakaarti koostama, siis enamiku inimeste jaoks seda ei kasutatud, kuid välismaalt reisimiseks kasutame nüüd maailmakaarti. Samamoodi ei pruugi kogu universumi kaart olla praegu väärtuslik, kuna meil pole tehnoloogiat kosmosesse kaugele jõudmiseks. Kuid see võib olla väärtuslik 500 aastat hiljem. Oleme kogu universumi kaardi koostamise esimeses etapis. ”
See avab ka võimalused koomiksiveebi edaspidiseks uurimiseks, millest on kahtlemata kasu sellise põlvkonna instrumentide nagu James Webbi teleskoop, Atacama kosmoloogiateleskoop ja Q / U Imaging ExperimenT (QUIET) juurutamisest. Mis tahes õnne korral saavad nad allesjäänud puuduva asja märgata. Siis võime ehk kogu nähtamatu massi lõpuks nullida!
