Połowa brakującej materii Wszechświata odnaleziona

6

Dwie niezależne grupy astronomów poinformowały o detekcji wrzecion materii barionowej pomiędzy galaktykami. To odkrycie oznacza, że połowa brakującej materii we Wszechświecie została właśnie odnaleziona.

Jedną z największych zagadek współczesnej kosmologii jest skład naszego Wszechświata. Masa wszystkich obserwowanych gwiazd, czarnych dziur, galaktyk czy gromad galaktyk nie jest wystarczająca, by wyjaśnić m.in. zmianę prędkości ekspansji Wszechświata. Dlatego też jeszcze przed końcem poprzedniego wieku astronomowie zaproponowali pojęcie “ciemnej energii” jako ważnego elementu całkowitej masy Wszechświata. Oprócz “ciemnej materii” miał to być ważny lub nawet przeważający element całkowitej masy naszego Uniwersum, gdyż mniej niż 5% masy Wszechświata to “zwyczajne” atomy – te, z których są zbudowane gwiazdy i planety. Natomiast przewiduje się, że mniej niż 24% masy Wszechświata to “ciemna materia”, która miała by być bardziej “nietypowa” (w astronomii się używa określenia “egzotyczna”) w porównaniu z materią barionową, która tworzy znane nam atomy.

Poszukiwania zarówno ciemnej materii jak i ciemnej energii dotychczas nie przynosiły rezultatów. Misje takie jak Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) czy Planck obserwowały mikrofalowe promieniowanie tła. Astronomowie podejrzewali, że istnieje możliwość detekcji pewnych zniekształceń tego tła podczas przechodzenia fotonów przez ciemną materię, jednak do 2017 roku nie udało się odnaleźć dowodów.

Na początku października tego roku specjalistyczne media poinformowały, że dwie niezależne grupy astronomów doszukały się mniej więcej połowy brakującej materii we Wszechświecie. Te grupy naukowców to zespół pod przewodnictwem Hideki Tanimury z francuskiego Instytutu Astrofizyki w Orsay oraz zespół pod przewodnictwem Anny de Graaff z Uniwersytetu w Edynburgu.

Co ciekawe, obie grupy zgodnie odpowiadają – około połowa brakującej materii to wcale nie egzotyczna ciemna materia ale materia barionowa. Ta materia została wykryta w formie bardzo rozproszonych wrzecion chłodnego gazu pomiędzy różnymi galaktykami. Dotychczas nie było możliwe wykrycie tej materii, gdyż była ona zbyt chłodna dla pomiarów, np na paśmie fal rentgenowskich. Ich wykrycie natomiast okazało się możliwe dzięki efektowi Siuniajewa-Zeldowicza. Ten efekt polega na bardzo niewielkim rozproszeniu światła podczas przejścia przez gaz, co pozostawiło pewne ślady na obrazie mikrofalowego tła Wszechświata.

Obie grupy postanowiły skorzystać z danych przeglądu nieba z Sloan Digital Sky Survey  (SDSS). Grupa Tanimury poddała analizie dane z 260 tysięcy par galaktyk, natomiast grupa de Graaff przeanalizowała ponad milion par galaktyk. Obu grupom udało się wykryć delikatne wrzeciona gazu pomiędzy galaktykami. Grupa Tanimury wyliczyła, że gęstość gazu w tych wrzecionach jest około 3 razy większa niż gęstość materii w pozostałej przestrzeni pozagalaktycznej. Z kolei grupa de Graaff wyliczyła, że gęstość jest około 6 razu większa.

Te dwie publikacje sugerują, że ogólne modele formacji i ewolucji galaktyk oraz grup galaktyk są poprawne. Oznacza to także, że możliwe są obserwacje dużej części materii Wszechświata, co pozwala na lepsze zrozumienie struktury różnych gromad galaktycznych i co za tym idzie – lepsze zrozumienie interakcji galaktyk pomiędzy sobą.

(NS, Arxiv)

Share.

6 komentarzy

  1. Jedna grupa stwierdziła że gęstość tej odkrytej materii jest 6 razy większa niż w przestrzeni między galaktycznej, druga że 3 razy i doszły do wniosku razem że odkryły połowę brakującej materii barionowej. Szukam w tym sensu i logiki.

  2. Jakim cudakiem trzeba być, żeby komentować obecną sytuację polityczną w Polsce pod takim artykułem? Gdzie wasza godność?

  3. Krzysztof Ptaszyński on

    Badania nie mówią o odnalezieniu połowy materii w ogóle, a brakującej (w porównaniu z przewidywaniami) materii barionowej, czyli normalnej, a nie ciemnej. Wyniki badań nie oznaczają, że odnalezioną tę masę, którą wiąże się z ciemną materią. Por. https://arxiv.org/abs/1709.10378v1

  4. Przepraszam za żart.
    Brakowało 90% materii Wszechświata (wyliczenia i teorie naukowe). Odnaleziono wreszcie połowę z tego.

    Ciekawe, kto zajumał tę brakującą cześć ciemnej materii.

      • Jeszcze ciekawsze gdzie ten drugi to ukryje. Las wycinają, karuzele wysysa 500+, komisje czyszczą kamienice, kamieni kupa już znika, karakale diabli wzięli, na tamten świat nie weźmie, bo w kryptach już pełno i jak jeździ na Wawel to go sprawdzają.
        Najlepsze będzie jak znajdą u kogoś innego, wracającego z Brukseli. I co dalej?