Končno vemo, kje se skriva manjkajoča snov vesolja!
Astronomi so rešili eno največjih ugank sodobne kozmologije: kje je polovica običajne snovi, ki sestavlja zvezde, planete in nas same? Nova raziskava kaže, da se dolgo iskana snov skriva v ogromnih, skoraj nevidnih oblakih ioniziranega vodika, ki obdajajo galaksije in se raztezajo daleč v medgalaktični prostor.
Desetletja so znanstveniki vedeli, da običajna snov – znana tudi kot barionska snov, ki vključuje atome, kot so vodik in helij – predstavlja približno 5 odstotkov celotne mase in energije vesolja. Preostanek sestavljata skrivnostna temna snov in temna energija. Vendar so opazovanja zvezd, galaksij in drugih vidnih struktur v vesolju lahko pojasnila le približno polovico pričakovane količine te običajne snovi. Kje je torej druga polovica?
Mednarodna skupina raziskovalcev, ki jo vodijo znanstveniki z Univerze v Kaliforniji, Berkeley, je zdaj našla odgovor. Z uporabo naprednih teleskopov in inovativnih tehnik so odkrili, da manjkajoča snov obstaja v obliki razpršenih oblakov ioniziranega vodika, ki obdajajo galaksije in segajo petkrat dlje, kot so znanstveniki sprva predvidevali. Del te snovi je tudi v tankih filamenti plina, ki povezujejo galaksije v tako imenovani kozmični mreži.
Inovativna tehnika razkriva nevidno
Za odkritje so raziskovalci uporabili podatke iz Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) v observatoriju Kitt Peak v Arizoni in Atacama Cosmology Telescope na Čilu. Ključno vlogo je odigrala tehnika, imenovana kinematični Sunyaev-Zel’dovich efekt, ki zazna, kako svetloba kozmičnega mikrovalovnega sevanja – ostanek velikega poka – interagira z elektroni v oblakih ioniziranega plina. S tehniko “stackinga”, pri kateri so združili slike več kot 7 milijonov svetlečih rdečih galaksij, so znanstveniki uspeli zaznati šibke signale, ki bi jih sicer spregledali.
“Ti oblaki so tako razpršeni, da jih je skoraj nemogoče neposredno opazovati,” pravi Boryana Hadzhiyska, vodilna avtorica študije. “Z uporabo kozmičnega mikrovalovnega sevanja kot nekakšne kozmične luči v ozadju pa smo lahko videli, kje je plin.”
Nov pogled na črne luknje in nastanek galaksij
Odkritje ne ponuja le odgovora na vprašanje, kje je manjkajoča snov, temveč odpira tudi nova vprašanja o delovanju vesolja. Raziskava nakazuje, da so supermasivne črne luknje v središčih galaksij morda bolj aktivne, kot so znanstveniki mislili. Namesto da bi izvrgle plin le v zgodnjih fazah svojega razvoja, se zdi, da črne luknje delujejo v ciklih, periodično sproščajo energijo in plin v okolico. To vpliva na tvorbo zvezd in evolucijo galaksij.
Poleg tega odkritje potrjuje obstoj kozmične mreže – mreže plinskih filamentov, ki povezujejo galaksije in so del velikih struktur vesolja. “Vedeli smo, da mora biti ta snov tam zunaj,” pravi Simone Ferraro, soavtor študije iz Lawrence Berkeley National Laboratory. “Zdaj imamo dokaze, ki podpirajo naše modele o tem, kako se je vesolje razvijalo od velikega poka naprej.”
Pot v prihodnost
Čeprav je odkritje pomemben korak naprej, znanstveniki opozarjajo, da je potrebnih še več raziskav. Natančnejše simulacije bodo pomagale potrditi rezultate in razkriti, kako so plin, temna snov in črne luknje povezani. “To je šele začetek,” pravi Hadzhiyska. “Naše delo odpira vrata za nove raziskave, ki bodo izboljšale naše razumevanje nastanka galaksij in velikih struktur v vesolju.”
Rezultati, ki so trenutno v postopku strokovnega pregleda za objavo v reviji Physical Review Letters, že navdušujejo astronome po vsem svetu. Po desetletjih iskanja je manjkajoča polovica vidne snovi vesolja končno najdena – in bila je tik pred našimi očmi, skrita v meglici med zvezdami.
Znanstvena raziskava je bila nedavno objavljena v recenzirani reviji Physical Review D pod naslovom “Tracing cosmic gas in filaments and halos: Low-redshift insights from the kinematic Sunyaev-Zel’dovich effect”. Raziskavo je vodila Boryana Hadzhiyska z Univerze v Kaliforniji, Berkeley, v sodelovanju s Simonom Ferrarom iz Lawrence Berkeley National Laboratory.
Miha D. Kovač
Portal24; Foto: Pixabay/Ebenezer42/fotografija je simbolna