Материалы портала «Научная Россия»

Астрономы нашли большую часть «потерявшихся» атомов Вселенной

Астрономы нашли большую часть «потерявшихся» атомов Вселенной
Расчеты показывали, что во всех звездах и галактиках содержится только 10% атомов «обычной», не темной, материи. Ученые из университета Эдинбурга указывают на высокоионизированный межгалактический газ.

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.

барионная материя большой взрыв космический микроволновый фон темная материя

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий