دانشمندان سرانجام موفق به کشف نیمی از ماده گمشده جهان به نام «ماده باریونی گمشده» شدند، که به شکل ابرهای عظیم و نامرئی هیدروژن یونیزهشده در فضای بین کهکشانها پنهان شده بود.
به گزارش تکناک، این گاز به طور معمول قابل دیدن نیست، اما تیمی بینالمللی از اخترشناسان و فیزیکدانان با استفاده از روشی نوین توانستهاند محل اختفای آن را کشف کنند.
این کشف با استفاده از تکنیکی نوین انجام شده است، که امکان مشاهده گازهای بسیار رقیق و پنهان در تاریکی فضا را فراهم میکند. نتایج نشان میدهد که این ماده گمشده جهان به صورت مهی میانکهکشانی و در فاصلهای دورتر از حد انتظار از هستههای فعال کهکشانها پراکنده شده است.
بوریانا هاجیسکا از دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، در این باره گفت: «ما بر این باور هستیم که با دور شدن از کهکشان، میتوانیم تمام گاز گمشده را بازیابی کنیم. البته برای تأیید قطعی این نتیجه، نیاز به شبیهسازیهای دقیقتری داریم.»
در ترکیب ماده-انرژی کیهان، تنها ۵ درصد آن از ماده معمولی یا باریونی تشکیل شده است. از این مقدار، بخش قابل توجهی یعنی بیش از نیمی از هیدروژن موجود، تاکنون ردیابی نشده بود. دلیل اصلی این موضوع، تراکم پایین گاز در فضای میانکهکشانی و در نتیجه، درخشش بسیار ضعیف آن است.
با وجود این، پژوهشگران راهحل متفاوتی را برای کشف این ماده گمشده جهان به کار گرفتند، که استفاده از تابش زمینه کیهانی (CMB) به عنوان نور پسزمینه بود. این تابش که بازمانده نخستین نور جهان است، هنگام عبور از میان گازهای یونیزهشده، دچار تغییراتی جزئی در شدت و الگوی خود میشود؛ پدیدهای که به «اثر کینماتیکی سونیایف-زلدوویچ» شناخته میشود.
پژوهشگران برای تشخیص این سیگنال بسیار ضعیف، تصاویر بیش از یک میلیون کهکشان سرخ درخشان را در فاصلهای حدود ۸ میلیارد سال نوری از زمین، روی هم انباشته کردند. نتیجه این انباشتن، آشکارسازی هالههایی از گاز هیدروژن بود، که بسیار گستردهتر از تصورات پیشین هستند.
سیمونه فرارو، کیهانشناس آزمایشگاه لارنس برکلی، تأکید کرد: «اندازهگیریهای ما با فرضیه بازیابی کامل گاز گمشده سازگار است.»
همچنین این کشف ممکن است درک ما را از رفتار سیاهچالهها تغییر دهد. دانشمندان در ابتدا تصور میکردند که سیاهچالههای فوقسنگین در مرکز بیشتر کهکشانها تنها در اوایل چرخه زندگی خود گاز به بیرون پرتاب میکنند. اما وجود چنین ابرهای گستردهای از گاز پراکنده نشان میدهد که این سیاهچالهها به احتمال زیاد بیش از تصور، به طور متناوب فعال میشوند.
از سوی دیگر، بخشی از ماده باریونی گمشده در ساختارهای تار عنکبوتی کیهان قرار دارد، رشتههایی از ماده تاریک که کهکشانها را به هم پیوند میدهند. حالا با این روش جدید، دانشمندان ابزاری تازه برای ردیابی هیدروژن در مقیاس کیهانی در اختیار دارند.
در پایان مقاله آمده است: «این تحقیق راه را برای پژوهشهایی نو در زمینه پیوند میان گاز و ماده تاریک میگشاید؛ پیوندی که نهتنها برای مطالعات کیهانشناسی حیاتی است، بلکه به درک بهتر ما از نحوه شکلگیری و تحول کهکشانها نیز کمک میکند.»
نتایج این پژوهش برای انتشار در نشریه Physical Review Letters ارسال شده و نسخه اولیه آن در پایگاه arXiv منتشر شده است.
