Gökbilimciler evrendeki eksik normal maddeyi keşfettiler, ancak hala karanlık maddeyi arıyorlar
[Bokeyuan-Bilimin Popülerleştirilmesi] Bilim adamlarının kullandığı ana evren modelleri, karanlık enerji haricinde on yıllardır bu teoriye dayanmaktadır. "Normal" veya "ışıklı" madde, evrenin de çok fazla görünmez kütle içerdiğini görebiliriz. "Karanlık madde", evrenin kütlesinin yaklaşık% 26,8'ini oluştururken, normal madde yalnızca% 4,9'unu oluşturur.
Evrendeki en büyük yapı, fotoğraf: NASA, ESA ve E. Hallman (Colorado Üniversitesi, Boulder)
Karanlık madde üzerine araştırmalar devam etmekte ve doğrudan bir kanıt bulunamamasına rağmen, bilim adamları evrendeki normal maddenin yaklaşık% 90'ının henüz keşfedilmediğini de fark ettiler. Yakın zamanda yayınlanan iki yeni araştırmaya göre, bu normal madde - sıcak, dağınık gaz bağlayan galaksilerin iplikçikleri de dahil olmak üzere - sonunda keşfedilebilir.
Royal Astronomical Society'nin aylık raporunda, ilk çalışma "SDSS parlayan kırmızı galaksilerde sıcak / sıcak gaz iplikçiklerinin aranması" başlığını taşıyor. Araştırma, Kanada İleri Araştırmalar Enstitüsü (CIFAR), Liverpool John Moores Üniversitesi (John Moores Üniversitesi) ve Kwazulu-Natal Üniversitesi (kwazulu-natal Üniversitesi) dahil olmak üzere British Columbia Üniversitesi'nde doktora öğrencisi Hideki Tanimura tarafından yönetildi. Araştırmacılar.
ESA'nın Planck misyonu tarafından elde edilen tüm gökyüzü verileri farklı dalgalar gösterdi. Resim: ESA
İkinci çalışma ise "Güneş Patlaması-Zeldovich Etkisiyle Ortaya Çıkan Evren Ağındaki Kayıp Baryonlar" başlıklı. Bu ekip Edinburgh Üniversitesi'nden araştırmacılardan oluşuyor ve Edinburgh Kraliyet Gözlemevi'ndeki Astronomi Enstitüsü'nde lisans öğrencisi Anna de Graaff. İki takım, evrendeki eksik sorunları çözmek için birbirinden bağımsız olarak çalışır.
Kozmolojik simülasyonlara dayanan ana teori, evrendeki keşfedilmemiş normal maddenin protonlar, nötronlar ve elektronlardan oluşan ve galaksiler arasında yüzen maddeyi içermesidir. Bu alanlara "kozmik ağlar" adı verilir ve düşük yoğunluklu gaz 105-107 K (-168 ila -166 ° C; -270 ila 266 ° F) sıcaklıklarda bulunur.
Araştırma amacıyla her iki ekip de, Avrupa Uzay Ajansı tarafından tutulan ve Planck misyonunda (ESA) yer alan tüm kişileri içeren Planckın işbirliği verilerine başvurdu. Bu, 2015 yılında önerildi ve sunyaev-zeldovich (SZ) etkisinin etkisini ölçerek kozmik bir ısı haritası oluşturmak için kullanıldı.
Bu etki, fotonların galaksilerde ve daha büyük yapılarda iyonize gaz tarafından saçıldığı kozmik mikrodalga arkaplanındaki spektral bozulmayı ifade eder. Planck uydusu, evreni inceleme görevinde, CMB fotonlarının spektral bozulmasını yüksek hassasiyetle ölçtü ve elde edilen ısı haritası, evrenin büyük ölçekli yapısını haritalamak için kullanıldı.
Tüm galaksinin IR görüntüsü, yıldızlarla ve tozla dolu bir galaksinin düzlemini gösteriyor. Resim: SDSS
Ancak o dönemde galaksiler arasındaki iplikçikler, bilim adamlarının inceleyemeyeceği kadar zayıf görünüyordu. Bu sorunu çözmek için iki grup, Sloan Digital Sky Survey'in (SDSS) 12. veri yayınlamasıyla oluşturulan Kuzey ve Güney CMASS galaksi kataloğundan verileri inceledi. Bu veri setinden, galaksi çiftleri seçildi ve aralarındaki boşluğa odaklandı.
Planck tarafından elde edilen termal veriler daha sonra galaksiler arasındaki SZ etkisinin neden olduğu sinyali güçlendirmek için üst üste bindirilir. SDSS galaksisinin araştırması, evrenin büyük ölçekli yapısının şeklini verdi. Planck gözlemleri, tüm gökyüzünün daha hassas olan bir gaz basıncı haritası sağlar. Kozmik ağdaki düşük yoğunluklu gazı tespit etmek için bu verileri birleştiriyoruz.
Tanimura ve ekibi 260.000 çift galaksi grubundan veri toplamasına rağmen, de Graaff ve ekibi 1 milyondan fazla gruptan veri topladı. Son iki ekip, ölçümleri farklı olmasına rağmen, güçlü gaz lifleri kanıtları sundu. Tanimura'nın araştırma ekibi, bu filamanların yoğunluğunun çevredeki boşlukların yoğunluğunun yaklaşık üç katı olduğunu buldu ve de Graaf ve ekibi, yoğunluklarının ortalama yoğunluğun altı katı olduğunu buldu.
Hideki, kozmik ağdaki düşük yoğunluklu gazı tespit etmek için süperpozisyon yöntemini kullandığımızı ve başka bir ekibin neredeyse aynı yöntemi kullandığını söyledi. Sonuçlar çok benzer, temel fark, yakınlardaki bir evreni keşfetmeleri, öte yandan, nispeten daha uzak bir evreni keşfetmeleridir.
Resim soldaki Büyük Patlama'dan sağdaki modern olana kadar evrenin evrimini gösteriyor. Resim: NASA
Özellikle ilginç olan şey, kozmik ağdaki baryonik maddenin zamanla daha az yoğun hale geldiğini ima etmesidir. Bu iki sonuç arasında, araştırma, evrenin toplam ağır parçacık içeriğinin% 15-30'unu oluşturmaktadır. Bu, evrendeki büyük miktarda ağır parçacık maddesinin hala keşfedilmesi gerektiği anlamına gelse de, yine de etkileyici bir keşiftir.
Araştırma sonuçları sadece mevcut evren modelini (Lambda CDM modeli) desteklemekle kalmıyor, aynı zamanda ötesine de gidiyor: evrenimizdeki detaylar hala bir gizem ve sonuçlar evrenin daha kesin bir resmini ortaya koyuyor. İnsanlar denize gidip dünyamızın haritasını çıkarmaya başladıklarında, o zamanlar çoğu insan onu kullanmadı, ancak artık yurtdışına seyahat etmek için dünya haritalarını kullanıyoruz. Aynı şekilde, tüm evrenin bir haritası da değersiz olabilir, çünkü uzağa gidecek teknolojiye sahip değiliz. Ancak 500 yıl sonra bu değerli olabilir ve tüm evrenin haritasını çıkarmanın ilk aşamasındayız.
Ayrıca, James Webb Teleskobu, Atacama Kozmoloji Teleskobu ve Q / U Görüntüleme Deneyi (QUIET) gibi yeni nesil araçların dağıtımından şüphesiz fayda sağlayacak olan gelecekteki Comsic ağ araştırmaları için fırsatlar sağlar. Neyse ki, kalan kaybolma olayları keşfedilecek. O zaman belki tüm görünmez nesnelere nihayet sıfırlayabiliriz!
Referans: MNRAS, arXiv, NASA, ESA, vb.
Yazar: Matt Williams
From: Universe Today
Derleme: Neutron Star
İnceleme: Brocade Garden
