Ученые из университета Эдинбурга (Шотландия) полагают, что «нашли» большую часть «потерявшихся» атомов барионной (т.е., обычной, не темной материи), которые должны были образоваться после большого взрыва, но не вошли в состав звезд и Галактик. Статью об этом, опубликованную в онлайн-журнале ArXiv, пересказывает сайт журнала Science.
Космологи ранее примерно рассчитали, сколько атомов водорода и гелия должно было возникнуть в первые 20 минут после Большого взрыва. Оценка эта была сделана на основании анализа космического микроволнового фона. Он показал, что наша Вселенная должна примерно на 70% состоять из темной энергии, на 23% — из темной материи, и только на 4,6% — из обычной, барионной. Однако дальнейшие расчеты показали, что во всех звездах и галактиках содержится только 10% этих «нормальных» атомов. Где же искать остальные?
Согласно одной из теорий, эти атомы входят в диффузные облака высокоионизированного газа, которые протянуты между галактиками вдоль «нитей» «космической паутины», которая состоит из темной материи, и в которой как бы «запутались» галактики (такую картину дает стандартная модель). Этот высокоионизированный газ излучает в рентгеновском диапазоне, однако его облака слишком тонкие, чтобы все их разглядеть. Данные самых мощных из современных телескопов, таких, как Hubble, позволяют заметить высокоионизированный межгалактический газ в количестве, соответствующем 50-70% «потерявшихся» атомов. Таким образом, все же остается вопрос: где же остальное?
Чтобы ответить на него, астрономы из Эдинбургского университета обратили внимание на сам космический микроволновый фон — «эхо» Большого взрыва. По мере того, как Вселенная расширялась, длины волн его фотонов увеличивались, а сами частицы «охладились» почти до абсолютного нуля. Однако когда эти фотоны сталкиваются с электронами из состава высокоионизированного межгалактического газа, они получают некоторую энергию, и их длины волн немного уменьшаются — этот эффект носит название эффекта Сюняева-Зельдовича. Измеряя величину проявления этого эффекта, можно точнее оценить объем облаков высокоионизированного межгалактического газа.
Однако эффект Сюняева-Зельдовича чрезвычайно слаб: он сокращает длину волн фотонов на десятимиллионные доли. Чтобы усилить его, авторы статьи взяли миллион пар галактик, разделенных схожими расстояниями (из результатов исследования Sloan Digital Sky Survey) и совместили их изображения. В результате, им удалось точнее оценить величину эффекта Сюняева-Зельдовича и таким образом найти высокоионизированный межгалактический газ в таком объеме, который (экстраполируя на всю Вселенную) как раз примерно соответствует количеству «потерявшихся» атомов барионной материи.
Впрочем, некоторые коллеги сомневаются в точности оценки. Например, астроном Майкл Шалл (J. Michael Shull) из университета Колорадо в Боулдере (США) заметил: «Они [авторы исследования предположили, что весь газ в облаках вытянут вдоль воображаемых линий, соединяющих галактики, а это, скорее всего, неверно». Ученый считает, что распределение газа в трехмерном пространстве должно быть более сложным.
