Selama beberapa dekad, model kosmologi utama yang digunakan oleh para saintis telah didasarkan pada teori bahawa selain bahan baryonic - aka. Perkara "normal" atau "bercahaya", yang dapat kita lihat - Alam Semesta juga mengandungi sejumlah besar jisim yang tidak dapat dilihat. "Dark Matter" ini menyumbang kira-kira 26.8% jisim Alam Semesta, sedangkan perkara biasa hanya 4.9%.
Walaupun pencarian Dark Matter sedang berlangsung dan bukti langsung belum dijumpai, para saintis juga menyedari bahawa kira-kira 90% daripada perkara normal Alam Semesta masih tidak dapat dikesan. Menurut dua kajian baru yang diterbitkan baru-baru ini, kebanyakan perkara biasa ini - yang terdiri daripada filamen gas panas dan menyebar yang menghubungkan galaksi bersama - akhirnya dapat dijumpai.
Kajian pertama, berjudul "Pencarian Filamen Gas Hangat / Panas Antara Pasangan Galaksi Merah Bercahaya SDSS", muncul di Makluman Bulanan Persatuan Astronomi Diraja. Kajian ini diketuai oleh Hideki Tanimura, calon PhD ketika itu di University of British Columbia, dan termasuk penyelidik dari Institut Penyelidikan Lanjutan Kanada (CIFAR), Liverpool John Moores University dan University of KwaZulu-Natal.
Kajian kedua, yang baru-baru ini muncul dalam talian, berjudul "Missing Baryons in the Cosmic Web Revealed by the Sunyaev-Zel'dovich Effect". Pasukan ini terdiri daripada penyelidik dari University of Edinburgh dan diketuai Anna de Graaff, seorang pelajar sarjana dari Institut Astronomi di Balai Cerap Diraja Edinburgh. Bekerja secara bebas antara satu sama lain, kedua pasukan ini mengatasi masalah perkara yang hilang di Alam Semesta.
Berdasarkan simulasi kosmologi, teori dominan adalah bahawa jirim alam semesta yang sebelumnya tidak terdeteksi terdiri daripada helai bahan baryonic - iaitu proton, neutron dan elektron - yang terapung di antara galaksi. Kawasan-kawasan ini adalah yang dikenal sebagai "Cosmic Web", di mana gas berketumpatan rendah ada pada suhu 105 hingga 107 K (-168 t0 -166 ° C; -270 hingga 266 ° F).
Demi kajian mereka, kedua-dua pasukan meneliti data dari Planck Collaboration, usaha yang dikendalikan oleh European Space Agency yang merangkumi semua pihak yang menyumbang kepada Planck misi (ESA). Ini dibentangkan pada tahun 2015, di mana ia digunakan untuk membuat peta terma Alam Semesta dengan mengukur pengaruh kesan Sunyaev-Zeldovich (SZ).
Kesan ini merujuk kepada distorsi spektrum di Latar Gelombang Mikro Kosmik, di mana foton tersebar oleh gas terion di galaksi dan struktur yang lebih besar. Semasa misinya untuk mengkaji kosmos, the Planck satelit mengukur distorsi spektrum foton CMB dengan kepekaan yang besar, dan peta terma yang dihasilkan sejak itu digunakan untuk memetakan struktur skala besar Alam Semesta.
Namun, filamen antara galaksi kelihatan terlalu samar untuk diteliti oleh para saintis pada masa itu. Untuk menyelesaikannya, kedua-dua pasukan meneliti data dari katalog galaksi CMASS Utara dan Selatan, yang dihasilkan dari pelepasan data ke-12 dari Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Dari kumpulan data ini, mereka kemudian memilih pasangan galaksi dan memberi tumpuan pada jarak di antara mereka.
Mereka kemudian mengumpulkan data termal yang diperoleh oleh Planck untuk kawasan-kawasan ini di atas satu sama lain untuk menguatkan isyarat yang disebabkan oleh kesan SZ antara galaksi. Seperti yang dikatakan oleh Dr. Hideki kepada Space Magazine melalui e-mel:
“Tinjauan galaksi SDSS memberikan bentuk struktur skala besar dari Alam Semesta. Pemerhatian Planck memberikan peta tekanan gas seluruh langit dengan kepekaan yang lebih baik. Kami menggabungkan data ini untuk memeriksa gas berketumpatan rendah di jaring kosmik. "
Sementara Tanimura dan pasukannya mengumpulkan data dari 260.000 pasangan galaksi, de Graaff dan pasukannya mengumpulkan data dari lebih dari satu juta. Pada akhirnya, kedua-dua pasukan tampil dengan bukti kuat filamen gas, walaupun ukurannya sedikit berbeza. Walaupun pasukan Tanimura mendapati bahawa ketumpatan filamen ini adalah sekitar tiga kali ganda kepadatan rata-rata di kekosongan sekitarnya, de Graaf dan pasukannya mendapati bahawa mereka berketumpatan enam kali ganda.
"Kami mengesan gas berketumpatan rendah di web kosmik secara statistik dengan kaedah susun," kata Hideki. "Pasukan lain menggunakan kaedah yang hampir sama. Hasil kami sangat serupa. Perbezaan utama adalah bahawa kita mencari Alam Semesta yang berdekatan, sebaliknya, mereka mencari Alam Semesta yang lebih jauh. "
Aspek tertentu yang sangat menarik ini, kerana ia mengisyaratkan bahawa dari masa ke masa, perkara baryonik dalam Web Kosmik menjadi kurang padat. Di antara kedua hasil ini, kajian merangkumi antara 15 dan 30% dari keseluruhan kandungan baryonic di Alam Semesta. Walaupun itu bermaksud bahawa sebilangan besar perkara baryonic Universe masih belum dapat dijumpai, namun itu adalah penemuan yang mengagumkan.
Seperti yang dijelaskan oleh Hideki, hasilnya tidak hanya menyokong model kosmologi Universe (model CDM Lambda) tetapi juga melampaui:
"Perincian di alam semesta kita masih menjadi misteri. Hasil kami menjelaskannya dan mendedahkan gambaran Alam Semesta yang lebih tepat. Ketika orang pergi ke lautan dan mula membuat peta dunia kita, itu tidak digunakan untuk kebanyakan orang ketika itu, tetapi sekarang kita menggunakan peta dunia untuk melakukan perjalanan ke luar negeri. Dengan cara yang sama, peta seluruh alam semesta mungkin tidak berharga sekarang kerana kita tidak memiliki teknologi untuk pergi jauh ke luar angkasa. Namun, ia boleh berharga 500 tahun kemudian. Kami berada di tahap pertama membuat peta seluruh Alam Semesta. "
Ini juga membuka peluang untuk kajian Web Komsik di masa depan, yang pasti akan mendapat manfaat daripada penggunaan instrumen generasi berikutnya seperti James Webb Telescope, Atacama Cosmology Telescope dan Q / U Imaging ExperimenT (QUIET). Dengan sedikit keberuntungan, mereka akan dapat melihat baki masalah yang masih ada. Kemudian, mungkin kita akhirnya dapat menumpukan semua jisim yang tidak kelihatan!
