Пропавшая материя Вселенной найдена, и она летит между звездами.
Исследователи, которые изучают древнюю историю Вселенной, знают, сколько обычной материи - материи, которая составляет барионы, класс субатомных частиц, который включает протоны и нейтроны - вселенная, созданная во время Большого взрыва. А исследователи, изучающие современную вселенную, знают, сколько обычных, барионных веществ люди могут увидеть с помощью телескопов.
Но до недавнего времени эти цифры не совпадали: отсутствовала целая треть исходного барионного вещества Вселенной. Теперь, благодаря умному наблюдению за невероятно яркой черной дырой, международная команда исследователей говорит, что они ее нашли.
Пропавшие барионы, как написали исследователи в исследовании, опубликованном сегодня (21 июня) в журнале Nature, скрываются в виде тонких горячих облаков кислородного газа, плавающего между звездами. Газ сильно ионизирован, что означает, что большинство его электронов отсутствует, и он имеет сильный положительный заряд.
«Мы нашли пропавшие барионы», - говорится в заявлении Майкла Шулля, астронома из Университета Колорадо, Боулдер и соавтора статьи.
Исследователи написали, что сигнал кислорода был слишком сильным и постоянным, чтобы исходить от случайных колебаний света квазара. Астрономы также исключили возможность слабой галактики, вызывающей тень кислорода.
По крайней мере, с 2011 года исследователи подозревали, что отсутствующие барионы могут скрываться в этом материале, называемом теплой горячей межгалактической средой (WHIM), но WHIM трудно наблюдать непосредственно. Чтобы обнаружить скрывающийся там газ, они должны были придумать хитрый трюк.
Вдали от Земли есть черные дыры, поглощающие огромное количество вещества. Это вещество светится очень ярко, и телескопы на этой планете могут его обнаружить. Исследователи называют эти виды черных дыр квазарами - и они являются самыми яркими объектами во вселенной. Это означает, что свет от квазаров имеет «высокое отношение сигнал / шум», пишут исследователи в статье, имея в виду, что в этом случае легко увидеть, если что-то затемняет его.
Направление телескопа на квазар не только сообщает астрономам о самом объекте, но также раскрывает что-то обо всем, что плавает между квазаром и телескопом. В данном случае это что-то было из нити WHIM.
Внимательно наблюдая за тем, как WHIM затемнял и изменял свет, исходящий от квазара, когда он попадал в линзы двух телескопов, исследователи смогли выяснить, из чего сделан WHIM. Ответ, как оказалось, был кислород, нагретый до почти 1,8 миллиона градусов по Фаренгейту (1 миллион градусов по Цельсию).
Эти отсутствующие барионы - не то же самое, что темная материя, которая, как полагают исследователи, существует благодаря ее гравитационному воздействию на другие звезды. Считается, что эта материя существует в форме частиц, более экзотических, чем простые барионы.
В заявлении исследователи сказали, что они смогли экстраполировать из наблюдаемого WHIM, сколько барионной материи в форме кислорода плавает в других частях вселенной, как WHIM. По их словам, чтобы подтвердить и уточнить свои наблюдения, они планируют направить свои телескопы на другие квазары и наблюдать, ПОЧЕМУ скрывать их.
