Астрономите со декади трагаат по нешто што навидум би требало лесно да се најде – третина од „нормалната“ материја во Универзумот. Новите резултати од рендгенската обсерваторија Chandra на НАСА можеби конечно ќе им помогнат да ја лоцираат оваа елузивна скриена материја.
Од независни добро воспоставени обсерватории научниците убедливо имаат пресметано колку нормална материја – мислејки на водород хелиум и други елементи – постоеле после Големата Експлозија. Во времето меѓу првите неколку минути и првите милијарда години голем дел од нормалната материја станала космички прав, гас и објекти – како ѕвезди и планети кои телескопите може да ги видат во Универзумот денес. Проблемот е во тоа што астрономите кога ќе ја соберат масата на целата материја во универзумот денес добиваат резултат што е една третина помал. ( Оваа материја е засебна од сеуште мистериозната темна материја).
Можно е масата која недостасува да е собрана во џиновски конци или филаменти на топол ( под 100,000 K) или врел ( над 100,000 K ) гас во меѓугалактичкиот простор. Овие филаменти се познати под името „топло-врелмеѓугалактички медиум“. Тие се невидливи за оптичките светлосни телескопи, но дел од топлиот гас во филаментите се има детектирано во ултравиолетовиот спектар. Користејки нова техника истражувачите нашле нови и силни докази за врелата компонента на медиумот врз основа на податоците добиени од Chandra и други телескопи.
„Ако ја пронајдеме оваа маса која недостасува може да решиме еден од најголемите проблеми во астрофизиката“ вели Орсоља Ковач од центарот за астрофизика при Harvard & Smithsonian во Кембриџ, Масачусетс. „Каде универзумот скрил толкав дел од својата материја која е дел од нештата како ѕвезди, планети и самите нас?“
Астрономите ја искористиле Chandra во оваа потрага и истражување на филаментите од топол гас конкретно позиционирани квазар како силен извор на рендгенско зрачење создадено од брзиот раст на супермасивна црна дупка. Квазарот бил позициониран 3,5 милијарди години од Земјата. Ако компонентата од врел гас на топло-врелиот интергалактички медиум е во асоцијација со овие филаменти некои од рендгенските зраци од квазарот би се апсорбирале од нејзе. Поради ова истражувачите трагале по доказ за врел гас во рендгенската светлина на квазарот детектирана од Chandra.
Еден од предизвиците на овој метод е тоа дека сигналот за апсорпција од страна на медиумот е слаб во споредба со вкупната количина на рендгенски зраци кои доаѓаат од квазарот. При потрагата во целиот рендгенски спектар тешко е да се разликува толку ниска апсорпција од останатите флуктуации. Ковач и нејзиниот тим го надминале овој проблем преку фокусирањето на нивната потрага само кон конкретни делови од рендгенскиот спектар намалувајки го бројот на лажно позитивни резултати. Го сториле ова преку идентификација на галаксии на небото близу квазарот кои се наоѓаат на исто растојание од Земјата како и регионите на топол гас детектиран во ултравиолетовиот спектар. Со оваа техника идентификувале 17 можни филаменти меѓу квазарот и нас пресметувајки ги и нивните растојанија. Поради ширењето на универзумот што ја развелкува светлината на нејзиниот пат апсорпцијата на рендгенските зраци од страна на материјата во воие филаменти ќе биде поместена кон поцрвените бранови должини. Количината на изместувањето зависи од веќе познатите растојанија до филаментот со што тимот знаел каде во спектарот да ја бара апсорпцијата од страна на топло-врелиот ингергалатички медиум. „Нашата техника е слична на начинот на кој што може да се изведе ефикасна потрага по животни на широките рамнини во Африка“ вели Акос Богдан ко-автор од истиот универзитет. „Знаеме дека животните треба да пијат вода па има смисла да ги бараме најпрво близу дупките кои ги користат за поење.“
Иако стеснувањето на обемот на потрагата било од помош истражувачите морале и да го надминат проблемот на ниската апсорпција. Го заслилиле сигналот преку сумирање на спектирте од 17 различни филаменти. Со ова ги претвориле податоците од набљудување од 5,5 дена во еквивалентно набљудување од 100 дена. Преку оваа техника го детектирале кислородот со карактеристики кои сугерираат негово присуство во гас од одприлика еден милион степени K. Преку екстраполација од овие набљудувања на кислородот на целиот сет на елементи како и од набљудуваниот регион на локалниот универзум се добива целосното количество маса која недостасува. Барем во овој конкретен случај материјата цело време се криела во топло-врелиот интергалактички медиум.
„Возбудени сме дека успеавме да пронајдеме дел од материјата која недостасува“ вели коавторот Рандал Смит од истиот универзитет. „Во иднината може да го примениме истиот метод и кај други квазари со што би можеле да потврдиме дека оваа долготрајна мистерија е конечно разоткриена“.
Превод: Максим Осман-Николов
Извор: phys.org
