Наконец, найдены недостающие связи между галактиками. Ученые впервые обнаружили примерно половину нормальной материи в нашей вселенной – протоны, нейтроны и электроны, которые не были учтены в предыдущих наблюдениях звезд, галактик и других ярких объектов в космосе.
Вы, наверное, слышали об охоте за темной материей, загадочной субстанцией, которой приписывали свойство пронизывать вселенную и вызывать гравитационное притяжение. Но наши модели вселенной также говорят, что там должно быть в два раза больше обычного вещества, по сравнению с тем, что мы наблюдали до сих пор.
Две отдельные команды нашли недостающую материю: она состоит из частиц, называемых барионами, а не темной материи, и связывает галактики с помощью "нитей" горячего диффузного газа.
” Проблема потерянных барионов решена", - говорит Хидеки Танимура в Институте космической астрофизики в Орсее, Франция, лидер одной из групп. Другую команду возглавляла Анна де Граафф в Эдинбургском университете, Великобритания.
Из-за того, что газ настолько разреженный и недостаточно горячий для обнаружения с помощью рентгеновских телескопов, никто не мог увидеть его раньше.
” Там нет зоны лучшей видимости – и нет чудо-прибора, который мы изобрели, чтобы непосредственно наблюдать за этим газом," - говорит Ричард Эллис в Университетском колледже Лондона. - “До сих пор это были только домыслы.”
Таким образом, обе группы должны были найти другой способ, чтобы окончательно показать, что эти потоки газа действительно есть.
Обе команды воспользовались феноменом, называемым эффектом Суняева-Зельдовича, который происходит, когда реликтовый свет от большого взрыва проходит через горячий газ. По мере перемещения света часть его рассеивает с электроны в газе, оставляя тусклую заплату в космическом микроволновом фоне: получается "снимок" следа рождения космоса.
В 2015 году зонд Планк создал карту этого эффекта во всей наблюдаемой вселенной. Из-за того, что потоки газа между галактиками очень рассеянны, пятна от взаимодействия газа с реликтовым излучением слишком тусклы, чтобы их было видно на карте Планка.
Обе команды выбрали пары галактик из Cлоуновского цифрового обзора неба, которые, как ожидалось, связаны "нитями" барионов. Они наложили друг на друга области между галактиками на карта, что позволило усилить сигналы "нитей" и обнаружить их.
Команда Танимуры собрала данные о 260 000 парах галактик, группа де Грааф использовала более миллиона пар. Обе команды нашли окончательные доказательства существования газовых нитей между галактиками. Группа Танимуры обнаружила, что они почти в три раза плотнее, чем средняя нормальная материя во вселенной, а группа де Грааф обнаружила, что они в шесть раз плотнее - это подтверждение того, что газ в этих областях достаточно плотный, чтобы образовать нити.
”Некоторые различия ожидаемы, потому что мы смотрим на нити на разных расстояниях", - говорит Танимура. - "Если этот фактор учесть, то наши выводы хорошо согласуются с данными другой группы.”
Обнаружение недостающих барионов, которые были предсказаны десятилетиями наблюдений и моделирования, подтверждает некоторые наши предположения о Вселенной.
“Все как бы знают, что он должен быть там, но впервые ученые - как минимум две независимые группы ученых - нашли способ точного обнаружения", - говорит Ральф Крафт из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики в Массачусетсе, и добавляет: ”Это часть долгого пути к тому, чтобы показать, что многие из наших представлений об истории формировании галактик и структур Вселенной в значительной степени верны".
