Астраномы праводзяць дзесяцігоддзі ў пошуках чагосьці, што здаецца даволі складаным: схаваць каля траціны "звычайнай" матэрыі ва Сусвеце. Апошнія вынікі даследаванняў, заснаваныя на дадзеных, сабраных у рэнтгенаўскай абсерваторыі Чандры, могуць дапамагчы ім знайсці гэтае адсутнічае рэчыва.
Грунтуючыся на незалежных, стандартных назіраннях, навукоўцы напэўна падлічылі, колькі нармальнай матэрыі - гэта значыць вадароду, гелія і іншых элементаў - існавала адразу пасля Вялікага выбуху. За першыя хвіліны да першага мільярда гадоў гісторыі Сусвету большасць гэтай нармальнай матэрыі канцэнтравалася ў касмічным пыле, газе і прадметах, такіх як зоркі і планеты, якія мы можам бачыць з дапамогай сучасных тэлескопаў.
Праблема, аднак, заключаецца ў тым, што калі астраномы складаюць усю масу ўсёй звычайнай матэрыі ў сучасным Сусвеце, адна трэць усё яшчэ адсутнічае. Дарэчы, адсутнічае рэчыва - нешта зусім іншае ад загадкавай цёмнай матэрыі.
Адна з ідэй заключаецца ў тым, што адсутнічае рэчыва назапасілася ў гіганцкіх валокнах цёплага (тэмпература ніжэй 100 000 К) або гарачага (тэмпература вышэй 100 000 К) газу ў міжгалактычнай прасторы. Гэтыя валакна астраномы называюць "цёпла-гарачай міжгалактычнай асяроддзем". Яны застаюцца нябачнымі для тэлескопаў, якія назіраюць за небам у аптычным дыяпазоне, але частка гэтага цёплага газу, які запаўняе валакна, была выяўлена ва ўльтрафіялетавым дыяпазоне.
Выкарыстоўваючы новую методыку даследавання, навукоўцы выявілі новыя і важкія доказы гарачага кампанента WHIM у дадзеных Чандры і іншых тэлескопаў.
"Калі мы выявім гэтую адсутную масу, мы можам разгадаць адну з самых вялікіх загадак астрафізікі", - кажа Орсаля Ковач з Гарвардскага і Смітсанаўскага астранамічных цэнтраў у Кембрыджы, Масачузэль. "Адкуль у Сусвету можа быць так шмат матэрыялаў, з якіх мы зрабілі зоркі, планеты?"
Астраномы выкарыстоўвалі Чандру для пошуку і вывучэння цёплых газавых валокнаў, якія ляжалі ўздоўж шляху да квазара, яркай крыніцы рэнтгенаўскага выпраменьвання, сілкаванай звышмасіўнай чорнай дзіркай. Гэты квазар знаходзіцца каля 3,5 мільярда светлавых гадоў ад Зямлі. Калі гарачы газ WHIM будзе звязаны з гэтымі валокнамі, то некаторыя з рэнтгенаўскіх квазараў будуць паглынацца гарачым газам. Таму даследчыкі шукалі гарачы газ на рэнтгенаўскім подпісе квазара.
Адна з праблем, з якімі сутыкаюцца даследчыкі пры выкарыстанні гэтага метаду, заключаецца ў тым, што сігнал паглынання WHIM слабы ў параўнанні з агульнай колькасцю рэнтгенаўскага выпраменьвання, выпраменьванага квазарам. Шукаючы ўвесь спектр рэнтгенаўскіх прамянёў, цяжка выявіць такі слабы эфект паглынання - рэальныя сляды ВІН - ад выпадковых ваганняў.
Ковач і яго каманда пераадолелі гэтую праблему, засяродзіўшы свой пошук толькі на пэўных частках рэнтгенаўскага спектру, знізіўшы тым самым верагоднасць памылак першага тыпу. Яны зрабілі гэта, папярэдне вызначыўшы галактыкі каля квазарнай лініі гледжання, якія знаходзяцца на аднолькавай адлегласці ад Зямлі, як і вобласці гарачага газу, выяўленыя па ўльтрафіялетавых дадзеных. Дзякуючы гэтай методыцы атрымалася ідэнтыфікаваць 17 магчымых валокнаў паміж квазарам і намі і вызначыць адлегласці да іх.
З-за пашырэння Сусвету, якое распаўсюджвае выпраменьванне, якое ідзе да нас, любое паглынанне рэчывамі ў гэтых валокнах рэнтгенаўскага выпраменьвання будзе перанесена на чырвонае. Маштаб зруху залежыць ад адлегласці да валакна, таму каманда даследчыкаў ведае, у якіх частках спектру шукаць паглынанне, выкліканае WHIM.
"Наша тэхніка звычайна нагадвае эфектыўны пошук жывёл на бязмежнай Афрыцы", - кажа Акос Богдан, суаўтар CfA. "Мы ведаем, што жывёлы павінны піць, таму разумна спачатку шукаць рэзервуары з вадой".
Хоць звужэнне пошуку дапамагло, даследчыкам таксама давялося пераадолець праблему дробнага паглынання. Такім чынам, сігнал быў узмоцнены, аб'яднаўшы 17 спектраў адзін з адным, такім чынам пераўтварыўшы 5,5-дзённае назіранне ў эквівалент дадзеных, для збору якіх спатрэбіцца 100 дзён. Дзякуючы гэтай методыцы даследчыкі выявілі кісларод, характарыстыкі якога сведчылі, што гэта элемент газу пры тэмпературы каля мільёна кельвін.
Экстра палюючы назіранні за кіслародам да цэлага набору элементаў і ад месца назірання да лакальнай сусвету, даследчыкі паведамляюць, што яны, магчыма, выявілі ўсю адсутную матэрыю. Прынамсі, у дадзеным канкрэтным выпадку адсутныя рэчы былі фактычна схаваны ў WHIM.
"Дзіўна, што нам удалося абсачыць хаця б некаторыя з гэтых недахопаў", - кажа Рэндал Сміт, таксама з CfA. "У далейшым мы можам прымяніць той жа метад да іншых квазараў і пацвердзіць, што гэтая вечная галаваломка была канчаткова вырашана".