Изследователи, които изучават древната история на вселената, знаят колко обикновена материя – материя, състояща се от субатомни частици, включващи протони и неутрони – е създадена по време на Големия взрив. А изследователите, които изучават съвременната вселена, знаят колко обикновена, барионна материя могат да видят хората с телескопи.
Но доскоро тези цифри не съвпадаха: Около една трета от оригиналната барионна материя на Вселената липсваше. Сега, благодарение на интелигентното наблюдение, включващо невероятно ярка черна дупка, международен екип от изследователи казват, че са открили липсващата материя.
Липсващите бариони, според изследване, публикувано на 21 юни в сп. Nature, се крият като тънки, горещи облаци кислороден газ, плаващи между звездите. Газът е силно йонизиран, което означава, че повечето от неговите електрони липсват и има силен положителен заряд.
„Намерихме липсващите бариони“, казва Майкъл Шул, астроном в университета в Колорадо, Боулдър и съавтор на доклада.
Сигналите идващи от кислорода са твърде силни и последователн, за да идват от случайни колебания в светлината на квазера, пишат изследователите. Астрономите също изключват възможността далечна галактика да е причина за появата на кислородна сянка.
Още през 2011 г. изследователите са подозирали, че липсващите бариони може да се крият в този материал, наречен топла гореща междугалактична среда (WHIM), Проблемът е, че WHIM е трудно да се наблюдава директно. За да открият, че газът се крие там, е трябвало да използват малък трик.
Далеч от Земята има черни дупки, които изсмукват огромно количество материя. Тази материя свети много ярко и телескопите могат да я видят. Изследователите наричат тези видове черни дупки квазери – и те са най-ярките обекти във Вселената. Това означава, че светлината от квазерите има „високо съотношение сигнал / шум“, пишат изследователите, което означава, че в случая е лесно да се види дали нещо пречи и затъмнява тази светлина.
Когато се насочи телескоп към квазер не само показва на астрономите самия обект, но и разкрива нещо за всичко, което премивнава между квазара и телескопа. В този случай стана ясно, че това нещо е нишка от WHIM.
Чрез внимателно наблюдение на това, как WHIM затъмнява и променя светлината, излъчвана от квазера, докато влиза в лещите на два телескопа, изследователите успяват да разберат какъв е съставът на WHIM. Оказва се, че е кислород, нагрят до почти един милион градуса по Целзий.
Тези липсващи бариони не са същите като тъмната материя, която според изследователите съществува, благодарение на гравитационното й въздействие върху други звезди. Тази материя се смята за съществуваща под формата на частици, които са по-екзотични от обикновените бариони.
В изявление, изследователите заявиха, че са в състояние да екстраполират от наблюдаваното WHIM колко барионна материя под формата на кислород плава другаде във вселената като WHIM. За да потвърдят и прецизират своите наблюдения, те казаха, че планират да насочат своите телескопи към други квазери и да потвърдят наличието на WHIM, която ги затъмнява.
Публикувано в списание Live Science.
