1960'larda gökbilimciler, Evrenin bir miktar kütlesi eksik gibi göründüğünü fark etmeye başladılar. Kozmosun devam eden gözlemleri ile Genel Görelilik Teorisi arasında, Evrendeki kitlenin büyük bir kısmının görünmez olması gerektiğini belirlediler. Ancak bu “karanlık madde” nin dahil edilmesinden sonra bile, gökbilimciler görünür tüm (yani baryonik) maddenin sadece üçte ikisini açıklayabilirler.
Bu, astrofizikçilerin “kayıp baryon problemi” adını verdiği şeye yol açtı. Ama sonunda, bilim adamları evrendeki son eksik normal maddenin ne olabileceğini keşfettiler. Uluslararası bilim adamlarından oluşan bir ekip tarafından yapılan yakın tarihli bir araştırmaya göre, bu eksik madde galaksiler arasındaki boşlukta bulunan yüksek oranda iyonize oksijen gazı filamanlarından oluşuyor.
“Sıcak-sıcak galaksiler arası ortamda eksik baryonların gözlemlenmesi” başlıklı çalışma, yakın zamanda bilimsel dergide yayınlandı Doğa. Çalışma, Roma'daki Istituto Nazionale di Astrofisica'dan (INAF) bir araştırmacı olan Fabrizio Nicastro tarafından yönetildi ve SRON Hollanda Uzay Araştırmaları Enstitüsü, Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi (CfA), Instituto de Astronomia Universidad'ın üyelerini içeriyordu. Nacional Autonoma de Mexico, Nacional de Astrofísica Enstitüsü, Óptica y Electrónica, Astrofísica de La Plata Enstitüsü (IALP-UNLP) ve çok sayıda üniversite.
Ekip, çalışmaları uğruna, 1ES 1553 adlı bir kuasarın yakınındaki alanı incelemek için bir dizi enstrümandan gelen verilere danıştı. Kuasarlar, muazzam miktarda enerji yayan Aktif Galaktik Çekirdeklere (AGN) sahip çok büyük gökadalardır. Bu enerji, gaz ve tozun gökadalarının merkezindeki süper kütleli kara deliklere (SMBHs) atılmasının bir sonucudur, bu da kara deliklerin radyasyon ve aşırı ısıtılmış parçacıkların jetlerini yaymasına neden olur.
Geçmişte, araştırmacılar evrendeki normal maddenin yaklaşık% 10'unun galaksilere bağlı olduğuna inanırken,% 60'ı galaksiler arasındaki geniş alanları dolduran dağınık gaz bulutlarında vardı. Bununla birlikte, bu hala normal maddenin% 30'unu hesaba katmadı. 20 yıllık bir araştırmanın doruk noktası olan bu çalışma, son baryonların galaksiler arası alanda da bulunup bulunmadığını belirlemeye çalıştı.
Bu teori, CU Boulder'da araştırma görevlisi ve bu çalışmada ortak yazar olan Charles Danforth tarafından 2012'de yayınlanan bir makalede önerildi. Astrofizik Dergisi - “Çok Fazlı Gökadalar Arası Bir Ortamda Baryon Sayımı: Baryonların% 30'u Hala Kayıp Olabilir”. İçinde Danforth, eksik baryonların, galaksiler arasında var olan, uzayda web benzeri bir desen olan sıcak-sıcak galaksiler arası ortamda (WHIM) bulunmasının muhtemel olduğunu ileri sürdü.
Colorado Boulder Üniversitesi'nde Astrofizik ve Gezegen Bilimleri profesörü ve çalışmadaki ortak yazarlardan biri olan Michael Shull'un belirttiği gibi, bu vahşi arazi bakmak için mükemmel bir yer gibi görünüyordu. “Burası doğanın çok sapkın hale geldiği yer. Dedi. “Bu galaksiler arası ortam, birkaç bin dereceden birkaç milyon dereceye kadar sıcaklıklarda gaz filamentleri içeriyor.”
Bu teoriyi test etmek için ekip HubES Uzay Teleskobu'ndaki Kozmik Kökleri Spektrografı'ndan (COS) verileri kullanarak 1ES 1553 kuasarının yakınında WHIM'i incelediler. Daha sonra Avrupa Uzay Ajansı'nın (ESA) X-ışını Çok Ayna Misyonunu ( XMM-Newton), yaklaşık 1 milyon ° C (1.8 milyon ° F) sıcaklığa ısıtılan yüksek oranda iyonize oksijen gazı jetleri şeklinde ortaya çıkan baryon belirtilerini daha yakından incelemek için.
Birincisi, araştırmacılar Hubble Uzay Teleskobu'ndaki COS'u WHIM'de eksik baryonları nerede bulabilecekleri hakkında bir fikir edinmek için kullandılar. Sonra, XMM-Newton uydusunu kullanarak bu baryonlara odaklandılar. Kaydettikleri yoğunluklarda, ekip, tüm Evrene ekstrapole edildiğinde, bu süper iyonize oksijen gazının sıradan maddenin son% 30'unu oluşturabileceği sonucuna vardı.
Shull'un belirttiği gibi, bu sonuçlar sadece kayıp baryonların gizemini çözmekle kalmaz, aynı zamanda Evrenin nasıl başladığına da ışık tutabilir. “Bu, Big Bang teorisini test etmenin temel direklerinden biri: hidrojen ve helyumun baryon sayımını ve periyodik tablodaki diğer her şeyi bulmak,” dedi.
İleriye baktığımızda Shull, araştırmacıların bulgularını daha parlak kuasarlar çalışarak doğrulamayı umduklarını belirtti. Shull ve Danforth ayrıca galaksiler ve kuasarlardan milyarlarca yıl boyunca orada patladığından şüphelenmelerine rağmen, oksijen gazının galaksiler arası alanın bu bölgelerine nasıl geldiğini keşfedecekler. Bununla birlikte, bu arada, “eksik maddenin” WHIM'in bir parçası haline gelmesi açık bir soru olmaya devam etmektedir. Danforth'un dediği gibi:
“Yıldızlar ve galaksilerden galaksiler arası uzaya nasıl gidiyor?” İki bölge arasında bir çeşit ekoloji var ve bunun ayrıntıları iyi anlaşılmıyor. ”
Bu sonuçların doğru olduğu varsayılarak, bilim adamları artık tüm gerekli “normal maddenin” açıklandığı kozmoloji modelleri ile ilerleyebilirler; bu da Evren'in nasıl oluştuğunu ve geliştiğini anlamamıza bir adım daha yaklaşacaktır. Şimdi o zor karanlık maddeyi ve karanlık enerjiyi bulabilirsek, Evrenin tam bir resmimiz olurdu! Ah, her seferinde bir gizem…
