Blogi

Uus tehnika külmade gaasivoogude leidmiseks, mis võivad moodustada universumis puuduva (tavalise) aine

Kus on kogu puuduv aine? See küsimus on astronoome vaevanud aastakümneid, sest universum näib praeguseid teooriaid arvestades tühjem kui peaks. Suurem osa universumist (70%) näib koosnevat Tume Energia , salapärane jõud, mis põhjustab universumi paisumiskiiruse tõusu. Veel 25% universumist on Tume aine , tundmatu aine, mida ei saa näha, kuid mille teoreetiliselt selgitatakse muidu seletamatuid gravitatsioonijõude, mis reguleerivad galaktikate teket. See jätab Barüooniline aine – kõik tavalised asjad nagu sina, mina, puud, planeedid ja tähed – et moodustada vaid 5% universumist. Kuid kui astronoomid vaatavad taevasse, ei paista seal isegi piisavalt normaalset ainet, et moodustada 5%. Osa tavalistest asjadest on puudu !

Kus see on? Tõenäoliselt on see seal väljas, kuid seda võib olla lihtsalt raske näha, võib-olla gaasipilvede kujul, mis ei tooda piisavalt valgust, et olla kergesti nähtavad. Kuidas siis peaaegu nähtamatut ainet otsida? Avastamine Kiired raadiosaated (FRB) 2007. aastal andis vastuse. Teadlaste meeskond, mida juhib J.-P. Macquart ja J.X. Prochaska väitsid, et kui te teaksite kaugust FRB lähtepunktist, saaksite mõõta, kui palju ainet oli raadiosaade teel Maale läbinud. Seda seetõttu, et raadiolained aeglustuvad barüoonse aine läbimisel ja pikemad lainepikkused aeglustuvad rohkem kui lühikesed. Nii et kui FRB allika ja Maa teleskoobi vahel oleks barüoonilist ainet, lühemad lainepikkused jõuaksid kohale esimesena ja pikemad hiljem .

Kunstniku mulje kiirest raadiosaatest, mille tuvastas Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) raadioteleskoop. Krediit: ESO/M. Kornmesser.

Selle teooria testimine peaks ootama rohkem kui kümme aastat, kuni töötatakse välja teleskoop, mis suudab määrata FRB lähtepunkti. See oli Austraalia ruutkilomeetrite massiivi rajaleidja (ASKAP) , mis leidis oma esimese FRB allika 2017. aastal. 2020. aastal said Macquart, Prochaska ja nende meeskond kasutada ASKAPi andmeid, et kinnitada et tõepoolest, FRB-d käisid läbi mingist seninägematust normaalsest ainest – kadunud aine leiti!



See pole aga loo lõpp. Jäi palju küsimusi: millest see mateeria koosneb? Mis kuju see võtab? Kuidas see mõjutab galaktikate arengut? 2021. aasta alguses avaldasid doktorant Yuanming Wang ja teadlaste meeskond, sealhulgas tema juhendaja Tara Murphy paber süvenedes mõnda neist küsimustest. Nad kasutasid puuduva barüoonilise aine leidmiseks veidi teistsugust meetodit: töörühm jälgis galaktikate 'sädemeid', mille keskmes olid eredad kvasarid. Nii nagu tähed vilguvad, kuna nende valgust Maa atmosfääri läbides häiritakse, näivad need galaktikad sädelevat, kui nende valgus läbib gaasi, mis moodustab puuduva barüoonilise aine.

ASKAP suudab korraga vaadelda tuhandeid galaktikaid ning jälgides, millised galaktikad vilkusid ja millised mitte, suutsid Wang ja meeskond mitte ainult puuduvat ainet näha, vaid saada ka ligikaudse hinnangu selle kuju kohta! See näib olevat pika õhukese kujuga gaasipilv, mis on sirgjooneliselt välja sirutatud suurte vahemaade taha.

Külmad gaasivood, mille võib välja venitada mööduv täht. Krediit: Mark Myers, OzGrav / Swinburne'i ülikool.

Sellised pikad kitsad gaasipilved võivad tekkida siis, kui must auk eemaldab gaasi liiga lähedale suunduvast tähest. Kuid musta augu puudumisel soovitab Wang, et a vesinikust valmistatud külm 'lumepilv'. võis sellesse õhukesse ja nõtkesse kuju tõmmata mööduv täht.

Järgmine samm on laiendada uuringu ulatust, lootes näha rohkem neid pilvi, nende kuju ja nende sobivust Linnutee moodustumisega. Praegu on põnev aeg barüoonilisest ainest valmistada – alles hakkame nägema ülejäänud meiega sarnaseid asju.

Viited: