Desetljećima se prevladavajući kozmološki model koji su koristili znanstvenici temelji na teoriji da je pored barijenske materije - aka. "Normalnu" ili "svjetlucavu" materiju, koju možemo vidjeti - svemir također sadrži znatnu količinu nevidljive mase. Ta "Mračna materija" čini otprilike 26,8% mase svemira, dok normalna tvar čini svega 4,9%.
Dok je potraga za Mračnom materijom u toku i još nisu pronađeni izravni dokazi, znanstvenici su također bili svjesni da otprilike 90% normalne materije svemira i dalje ostaje neotkriveno. Prema dvije nove studije koje su nedavno objavljene, većina ove normalne materije - koja se sastoji od niti vrućeg, difuznog plina koji povezuje galaksije zajedno - možda je napokon pronađena.
Prva studija pod nazivom „Potraga za toplim / vrućim plinovitim žaruljama između parova SDSS svjetlosnih crvenih galaksija“ pojavila se u časopisu Mjesečne obavijesti Kraljevskog astronomskog društva, Istraživanje je vodila Hideki Tanimura, tadašnja doktorska kandidatkinja na Sveučilištu Britanske Kolumbije, a uključivali su istraživače Kanadskog instituta za napredna istraživanja (CIFAR), sveučilišta Liverpool John Moores i Sveučilište KwaZulu-Natal.
Druga studija, koja se nedavno pojavila na mreži, bila je naslovljena „Nestali barijeni u kozmičkom webu koje je otkrio Sunyaev-Zel'dovich efekt“. Tim se sastojao od istraživača sa Sveučilišta u Edinburghu, a vodila ga je Anna de Graaff, studentica dodiplomskog studija s Instituta za astronomiju pri Edinburghu, Royal Observatory. Radeći neovisno jedan o drugome, ova dva tima bavila su se problemom nestalog svemira.
Na temelju kozmoloških simulacija, prevladavajuća teorija je da se prethodno neotkrivena normalna tvar Svemira sastoji od pramena barijenske materije - tj. Protona, neutrona i elektrona - koja pluta između galaksija. Ove regije su poznate pod nazivom "Kozmička mreža", gdje plin niske gustoće postoji na temperaturama od 105 do 107 K (-168 t0 -166 ° C; -270 do 266 ° F).
Za vrijeme studija, oba tima konzultirala su podatke iz Planckove suradnje, poduhvata koju održava Europska svemirska agencija koji uključuje sve one koji su doprinijeli Planckova misije (ESA). Ovo je predstavljeno 2015. godine, gdje je korišten za izradu toplinske karte svemira mjerenjem utjecaja Sunyaev-Zeldovich (SZ) efekta.
Taj se učinak odnosi na spektralno izobličenje u kozmičkoj mikrovalnoj pozadini, gdje se fotoni raspršuju ioniziranim plinom u galaksijama i većim strukturama. Tijekom svoje misije za proučavanje kosmosa, Planckova satelit je mjerio spektralno izobličenje CMB fotona s velikom osjetljivošću, a rezultirajuća toplinska karta od tada se koristi za crtanje strukture svemira velikih razmjera.
Međutim, vlakna između galaksija činila su se previše slabašna da bi ih znanstvenici tada mogli ispitivati. Kako bi se ovo riješilo, dva tima konzultirala su podatke iz sjevernog i južnog kataloga galaksije CMASS, koji su nastali iz 12. objavljivanja podataka Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Iz tog skupa podataka odabrali su parove galaksija i usredotočili se na prostor među njima.
Zatim su slagali toplinske podatke dobivene od Planckova za ta područja jedna preko druge kako bi se ojačali signali uzrokovani SZ učinkom između galaksija. Kako je dr. Hideki rekao za Space Magazine putem e-maila:
„Istraživanje SDSS galaksija daje oblik strukture velikih svemira. Planckovo promatranje daje kartu nebeskog tlaka cijelog neba s boljom osjetljivošću. Te podatke kombiniramo kako bismo ispitali plinove niske gustine u kozmičkoj mreži. "
Dok su Tanimura i njegov tim pohranili podatke od 260 000 parova galaksija, de Graaff i njezin tim pohranili su podatke s više od milijun. Na kraju su dvije ekipe pronašle snažne dokaze o plinskim nitima, iako su se njihova mjerenja donekle razlikovala. Dok je Tanimurin tim otkrio da je gustoća ovih niti približno tri puta veća od prosječne gustoće u okolnoj praznini, de Graaf i njezin tim otkrili su da su šest puta veća od prosječne gustoće.
"Otkrivamo plinove niske gustine u kozmičkoj mreži statistički metodom slaganja", rekao je Hideki. „Drugi se tim koristi gotovo istom metodom. Naši rezultati su vrlo slični. Glavna je razlika što mi istražujemo obližnji Univerzum, s druge strane, oni istražuju relativno udaljeniji Svemir. "
Taj je poseban aspekt posebno zanimljiv, jer nagovješćuje da je s vremenom barionska tvar u Kozmičkom webu postala manje gusta. Između ta dva rezultata, studije su činile između 15 i 30% ukupnog barionskog sadržaja svemira. Iako bi to značilo da još uvijek ostaje pronaći znatan broj barionske materije Svemira, to je ipak impresivno otkriće.
Kao što je Hideki objasnila, njihovi rezultati ne samo da podržavaju trenutni kozmološki model svemira (Lambda CDM model), već i nadilaze ga:
"Detalji u našem svemiru još uvijek su misterija. Naši rezultati osvjetljavaju ga i otkrivaju precizniju sliku Univerzuma. Kad su ljudi izašli na ocean i počeli izrađivati kartu našeg svijeta, tada ga većina ljudi nije koristila, već kartu svijeta sada koristimo za putovanja u inozemstvo. Na isti način, karta cijelog svemira možda sada nije vrijedna jer nemamo tehnologiju kojom bismo otišli daleko u svemir. Međutim, to bi moglo biti vrijedno 500 godina kasnije. U prvoj smo fazi izrade karata cijelog Svemira. "
Također otvara mogućnosti za buduće studije Comsic Weba, što će bez sumnje imati koristi od korištenja instrumenata sljedeće generacije poput James Webb Telescope-a, Atacama Cosmology Telescope i Q / U Imaging ExperimenT (QUIET). Uz malo sreće, oni će moći uočiti preostalu stvar koja nedostaje. Tada se možda napokon možemo uklopiti na svu nevidljivu masu!
