Половина недостающей материи вселенной наконец найдена
Открытия, похоже, поддерживают многие наши идеи о том, как сформировалась современная структура вселенной.
Авторы: Андрей Кравцов и Анатолий Клюпин
Недостающие связи между галактиками наконец-то найдены. Это первое обнаружение примерно половины нормальной материи нашей вселенной — протонов, нейтронов и электронов — неучтённых предыдущими наблюдениями звёзд, галактик и других ярких объектов в космосе.
Две отдельные команды исследователей обнаружили недостающую (не тёмную) материю – она состоит из частиц, называемых барионами, и связывает галактики вместе с помощью нитей горячего, диффузного газа.
«Недостающая проблема бариона решена» — говорит Хидеки Танимура из Института космической астрофизики в Орсе, Франция, лидер одной из команд. Другая команда возглавляется Анной де Граафф в Университете Эдинбурга, Великобритания.
Поскольку газ очень тонкий и недостаточно горячий для того, чтобы попасть в поле зрения рентгеновских телескопов, никто раньше не мог его обнаружить.
«Нет какого-то «сладкого пятна» и мы не изобрели никакого нового инструмента, который даёт возможность наблюдать этот газ» — говорит Ричард Эллис в Университетском колледже Лондона — «До сих пор это было чисто домыслом».
Таким образом, двум группам пришлось найти другой способ окончательно доказать, что эти потоки газа действительно существуют.
Обе команды воспользовались феноменом, называемым эффектом Суняева-Зельдовича, который возникает, когда свет, оставшийся от Большого взрыва, проходит через горячий газ. По мере того, как свет распространяется, некоторая его часть рассеивает электроны в газе, оставляя в космическом микроволновом фоне туманною пятно — наш снимок остатков рождения космоса.
Соединим всё вместе
В 2015 году спутник Планк создал карту этого эффекта во всей наблюдаемой вселенной. Поскольку усики газа между галактиками сильно рассеяны, тусклые пятна, которые они формируют, слишком малы, чтобы их можно было увидеть непосредственно на карте Планка.
Обе команды выбрали пары галактик из Sloan Digital Sky Survey, которые, как предполагалось, соединены ниткой барионов. Они соединили сигналы Планка в областях между галактиками, собрав индивидуально слабые нити в пучок.
Команда Танимуры собрала данные о 260 000 пар галактик, а группа де Граффа использовала более миллиона пар. Обе команды нашли окончательное доказательство наличия газовых нитей между галактиками. Группа Танимуры обнаружила, что они почти в три раза плотнее, чем среднее значение для нормальной материи во Вселенной, а команда де Граафа предположила величину плотности большей в шесть раз — подтверждение того, что газ в этих областях достаточно плотный, чтобы образовывать нити.
«Некоторые различия объяснимы, потому что волокна находятся от нас на разных расстояниях» — говорит Танимура. «Если учитывать этот фактор, результаты очень согласуются с другой группой».
Наконец, обнаружение дополнительных барионов, которые были предсказаны десятилетиями симуляций, подтверждает некоторые наши предположения о Вселенной.
«Все знают, что они и должны были быть, но это первый случай, когда кто-то — две разные группы – окончательно их обнаружил» — говорит Ральф Крафт в Гарвардско-Смитсоновском Центре астрофизики в Массачусетсе.
«Многие из наших представлений о том, как образуются галактики и как структуры формируются в истории вселенной, в значительной степени правильны, но доказать это непросто» — отмечает он.
Ссылки журналов: arXiv, 1709.05024 и 1709.10378v1
Оригинал: New Scientist
