"Потерянный" Третье: Астрономы, наконец, обнаружили, где спрятана часть материи в космосе, которая пропала со времен Большого Взрыва. Таким образом, эта недостающая треть барионов скрыта в тонких, но протяженных нитях газа, пронизывающих всю вселенную. Исследователи давно подозревали это, но теперь рентгеновский спектр квазара служит доказательством, как сообщают астрономы в журнале «Nature».
Нормальная материя, известная исследователям как барионы, составляет меньшинство в нашем космосе: она составляет всего около пяти процентов, остальное - темная материя и темная энергия. Но даже из этих пяти процентов, определяемых в том числе по космическому фоновому излучению, часть, кажется, исчезла.
Не хватает одной трети
Вся материя, обнаруженная до сих пор в галактиках, межзвездном газе, а также в галактических гало и скоплениях галактик, составляет лишь около 20 процентов того, что оставалось вскоре после Большого взрыва. Еще 40 процентов могут быть скрыты в газовых облаках между галактиками. Но где оставшаяся треть?
«Пропавшие барионы представляют собой одну из величайших загадок современной астрофизики», - объясняет ведущий автор Фабрицио Никастро из Астрофизической обсерватории в Риме. «Мы знаем, что эта материя должна быть где-то там, потому что мы видим ее в ранней Вселенной. Но мы больше не можем их найти."
Очень горячая и невероятно худая
Астрономы давно подозревали, что пропавшие барионы могут скрываться в космических нитях. Эти огромные, едва заметные газовые нити пересекают Вселенную, но их трудно изучать. Потому что плотность газа в этих нитях чрезвычайно мала, а части этого газа настолько сильно ионизированы и нагреты, что почти невидимы для телескопа.
«Эта межгалактическая среда содержит газовые нити, температура которых варьируется от тысяч до миллионов градусов», - говорит соавтор Майкл Шулл из Колорадского университета в Боулдере. Если вы хотите доказать существование этого газа, вы должны обзавестись космическими помощниками: квазарами. Сильный рентгеновский свет от этих далеких галактических ядер просвечивает сквозь газовую пленку сзади. Частицы газа оставляют характерные следы в рентгеновском спектре этого света.
Подпись на рентгене
Никастро и его команде удалось зафиксировать эти сигнатуры с помощью рентгеновского телескопа XMM-Newton ЕКА. Для этого они неоднократно наблюдали квазар на расстоянии более четырех миллиардов световых лет в течение двух лет - так долго, как никогда раньше, с помощью рентгеновского телескопа. И действительно: «Проанализировав данные, мы обнаружили следы кислорода в двух местах вдоль луча зрения», - говорит Никастро.
Решающий фактор: горячий ионизированный кислород имеет плотность, которая, экстраполируя, почти точно соответствует недостающей материи, как сообщают исследователи. «Очевидно, что там есть большие резервуары материала, включая кислород, в количествах, которые мы ожидали», - говорит Никастро. «Благодаря этому мы наконец-то сможем закрыть брешь в барионном бюджете Вселенной».
Наконец-то нашел
После более чем 20 лет поисков астрономы, наконец, смогли найти недостающую треть материи во Вселенной. Соответственно, как и предполагалось, эти барионы прячутся в так называемой Тепло-Горячей Межгалактической Среде (WHIM) космических нитей. Однако дальнейшие измерения в других точках космоса должны убедиться, что эта находка является не частным случаем, а действительно универсальным.
Но астрономы уверены: «Мы нашли пропавшие барионы», - говорит соавтор Майкл Шулл из Университета Клорадо в Боулдере. Как он объясняет, это важно не только для барионной загадки, но и для наших представлений о Вселенной: «Барионная перепись водорода, гелия и всех других элементов является одним из столпов проверки теории большого взрыва», - говорит он. исследователь.
Новые вопросы
Но открытие также поднимает новые вопросы: «Как эта материя попадает из звезд и галактик так далеко в межгалактическое пространство?» - спрашивает соавтор Чарльз Данфорт из Университета Колорадо. «Очевидно, между этими регионами что-то происходит, подробности чего мы до сих пор с трудом понимаем, - добавляет его коллега Норберт Шартель из ЕКА: - Теперь, когда мы наконец нашли баронов, нам не терпится изучить их поближе».