1960-ndatel hakkasid astronoomid märkama, et universumil näib olevat mingit massi. Kosmose käimasolevate vaatluste ja üldise relatiivsusteooria teooria vahel otsustasid nad, et suur osa massist Universumis pidi olema nähtamatu. Kuid isegi pärast selle "tumeda aine" lisamist võisid astronoomid moodustada ainult umbes kaks kolmandikku kogu nähtavast (aka. Baryonic) ainest.
See andis aluse astrofüüsikutele nimetatud “kadunud barüooniprobleemiks”. Kuid lõpuks leidsid teadlased, mis võib väga hästi olla universumis viimane kadunud normaalne aine. Rahvusvaheliste teadlaste meeskonna hiljuti läbi viidud uuringu kohaselt koosneb see puuduv aine väga ioniseeritud hapnikugaasi hõõgniitidest, mis asuvad galaktikate vahelises ruumis.
Hiljuti ilmus teadusajakirjas uurimus pealkirjaga „Kadunud barüoonide tähelepanekud soojas-kuumas galaktikavahelises keskkonnas“ Loodus. Uuringut juhtis Roomas Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) teadur Fabrizio Nicastro. Uuringus osalesid SRONi Hollandi kosmoseuuringute instituudi, Harvardi-Smithsoni astrofüüsika keskuse (CfA), Instituto de Astronomia Universidad kosmoseuuringute instituudi liikmed. Mehhiko Riiklik Autonoma, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica, La Plata Astrofísica Instituut (IALP-UNLP) ja mitmed ülikoolid.
Uuringu huvides otsis meeskond kvasari 1ES 1553 lähedal asuva kosmose uurimiseks mõeldud instrumentide seeria andmeid kvasariteks. Kvasaarid on aktiivse galaktilise tuumaga (AGN) äärmiselt massiivsed galaktikad, mis eraldavad tohutult energiat. See energia tuleneb gaasi ja tolmu akreteerumisest ülioperatiivsetele mustadele aukudele (SMBH) nende galaktikate keskel, mille tagajärjel tekivad mustad augud kiirgust ja ülekuumenenud osakeste joad.
Varem arvasid teadlased, et universumi normaalsest ainest oli umbes 10% seotud galaktikatega, 60% aga hajusate gaasipilvedega, mis täidavad galaktikate vahelisi tohutuid ruume. See jättis siiski 30% tavalisest ainest arvestamata. Selle 20-aastase otsingu kulminatsiooniks tehtud uuringu eesmärk oli välja selgitada, kas viimaseid barüone võib leida ka galaktikatevahelisest ruumist.
Seda teooriat soovitas CU Boulderi teadur ja selle uuringu kaasautor Charles Danforth 2012. aasta artiklis, mis ilmus Astrofüüsika ajakiri - pealkirjaga “Baryoni loendus mitmefaasilises intergalaktilises keskkonnas: 30% boronidest võib endiselt puudu olla”. Selles soovitas Danforth, et kadunud barüoonid leitakse tõenäoliselt soojas-kuumas galaktikatevahelises keskkonnas (WHIM), mis on galaktikate vahel eksisteerivas veebisarnane muster.
Nagu märkis Michael Shull - Colorado Boulderi ülikooli astrofüüsika ja planeediteaduste professor ja üks uuringu kaasautoreid -, tundus see metsik maastik ideaalne koht otsimiseks. “See on koht, kus loodus on muutunud väga perversseks. ," ta ütles. "See galaktikatevaheline keskkond sisaldab gaasi filamente temperatuuril alates mõnest tuhandest kuni mõne miljoni kraadini."
Selle teooria kontrollimiseks kasutas meeskond Hubble'i kosmoseteleskoobi kosmilise päritolu spektrograafi (COS) andmeid WHIMi uurimiseks kvasari 1ES 1553. lähedal. Seejärel kasutasid nad Euroopa Kosmoseagentuuri (ESA) röntgenikiirguse mitme peegli missiooni ( XMM-Newton), et otsida lähemalt baroonide märke, mis ilmnesid tugevalt ioniseeritud hapnikujoa kujul, mida kuumutati temperatuurini umbes 1 miljon ° C (1,8 miljonit ° F).
Esiteks kasutasid teadlased Hubble'i kosmoseteleskoobi COS-i, et saada aimu, kust nad WHIM-is puuduvaid barjoneid leiavad. Järgmisena asusid nad XMM-Newtoni satelliidi abil neisse boronitesse. Nende salvestatud tiheduse põhjal järeldas meeskond, et kogu universumile ekstrapoleerituna võib see superioniseeritud hapnikugaas moodustada viimase 30% tavalisest ainest.
Nagu prof Shull märkis, ei lahenda need tulemused mitte ainult kadunud borooniate müsteeriumi, vaid ka valgust Universumi alguse kohta. "See on Suure Paugu teooria testimise üks tugisambaid: vesiniku ja heeliumi baroonide loenduse ja kogu muu perioodilise tabeli väljamõtlemine," ütles ta.
Vaadates tulevikku, osutas Shull, et teadlased loodavad oma leide kinnitada helgemate kvaasarite uurimisega. Shull ja Danforth uurivad ka seda, kuidas hapnikugaas jõudis nendesse galaktikatevahelise kosmose piirkondadesse, ehkki nad arvavad, et see puhuti sinna miljardite aastate jooksul galaktikatest ja kvaasaritest. Vahepeal jääb aga lahtiseks küsimuseks, kuidas “kadunud asi” WHIM-i osaks sai. Nagu Danforth küsis:
"Kuidas see tähtedelt ja galaktikatelt siia galaktikatevahelisse kosmosesse jõuab?" Kahe piirkonna vahel toimub mingi ökoloogia, mille üksikasjad on halvasti arusaadavad. "
Eeldades, et need tulemused on õiged, saavad teadlased nüüd edasi liikuda kosmoloogiamudelitega, kus võetakse arvesse kogu vajalik “normaalne mateeria”, mis viib meid sammu lähemale mõistmisele, kuidas Universum kujunes ja arenes. Kui me lihtsalt leiaksime selle tabamatu tumeda aine ja tumeda energia, oleks meil täielik pilt Universumist! Noh, üks mõistatus korraga ...
