Astronomii au descoperit materia „lipsă” din Univers

Astronomii au descoperit materia „lipsă” din Univers

Astronomii au realizat o descoperire semnificativă, identificând materia „lipsă” din Univers. Aceștia au constatat că mai mult de jumătate din materia obișnuită (aproximativ 15% din toată materia existentă, excluzând materia întunecată) nu era vizibilă în stele și gaze observabile, ceea ce a dus la întrebări importante despre evoluția Universului.

Conform noilor măsurători, această materie „lipsă” se află sub forma unui gaz de hidrogen ionizat, extrem de difuz și invizibil, care formează un halo extins în jurul galaxiilor, mult mai mare decât se credea anterior. Această descoperire nu doar că rezolvă o discrepanță majoră între observațiile astronomice și modelul cosmologic standard, dar sugerează și că găurile negre supermasive din centrele galaxiilor sunt mai active decât s-a presupus, având capacitatea de a arunca gaze la distanțe de până la cinci ori mai mari decât se anticipa.

Boryana Hadzhiyska, cercetătoare postdoctorală la Universitatea din California, Berkeley, a declarat: „Credem că, pe măsură ce mergem mai departe de galaxie, regăsim tot gazul lipsă. Pentru a confirma exact, va fi nevoie de o analiză detaliată cu simulări, ceea ce intenționăm să facem.”

Rezultatele acestei cercetări, realizate de o echipă internațională de 75 de oameni de știință, au fost prezentate în cadrul unor conferințe științifice și publicate pe platforma arXiv, fiind în curs de evaluare pentru publicare în Physical Review Letters.

Unde era ascunsă materia „lipsă” din Univers?

Materia „normală”, numită și barionică, reprezintă restul de aproximativ 16% din totalul materiei din Univers, iar doar aproximativ 7% din aceasta se găsește în stele. Restul se regăsește sub forma gazului de hidrogen invizibil, în principal ionizat, care se întinde prin galaxii și rețelele cosmice care le conectează. Acest gaz este parte a unui mediu intergalactic cald-fierbinte (WHIM), care este atât de rece și difuz încât nu poate fi detectat prin metode obișnuite.

Studiul recent a implicat analiza distribuției hidrogenului ionizat prin suprapunerea imaginilor a aproximativ 7 milioane de galaxii aflate la mai puțin de 8 miliarde de ani-lumină distanță. Cercetătorii au măsurat o ușoară schimbare de luminozitate în radiația cosmică de fond, cauzată de interacțiunea cu electronii din gaz, un fenomen cunoscut sub numele de „efectul cinematic Sunyaev-Zel’dovich”.

Simone Ferraro, cercetător la Lawrence Berkeley National Laboratory, a explicat: „Radiația cosmică de fond este fundalul tuturor lucrurilor pe care le vedem în Univers. Putem folosi acest fundal pentru a vedea unde se află gazul.”

Instrumentele utilizate în descoperirea materiei „lipsă”

Imaginile galaxiilor, în special ale celor cunoscute drept galaxii roșii luminoase, au fost colectate de Instrumentul Spectroscopic pentru Energia Întunecată (DESI), instalat pe telescopul Mayall din Arizona. DESI cartografiază în 3D zeci de milioane de galaxii și quasari pentru a explora mai bine structura Universului.

Astronomii au descoperit materia „lipsă” din Univers

Astronomii au realizat o descoperire semnificativă în ceea ce privește materia barionică, care până acum era considerată „lipsă” din Univers. Această descoperire are implicații profunde asupra înțelegerii evoluției cosmice și a distribuției materiei în Univers.

Studiul recent sugerează că găurile negre din centrele galaxiilor pot deveni active pe parcursul diferitelor etape ale vieții lor, nu doar în fazele inițiale de formare. Acest fenomen, denumit „ciclu de activare”, ar putea explica halourile extinse de gaz observate în jurul galaxiilor.

De asemenea, expulzarea gazului din nucleul galaxiilor și reintegrarea sa în discurile galactice are un impact direct asupra procesului de formare a stelelor, un fenomen cunoscut sub numele de „feedback”. Noile date sugerează că acest feedback este mai intens și mai extins decât s-a crezut anterior, urmând rețelele cosmice filamentare care leagă galaxiile.

Aceste observații indică faptul că simulările actuale ale evoluției galaxiilor trebuie să fie actualizate pentru a reflecta acest comportament nou. Unele modele în dezvoltare încep deja să integreze aceste descoperiri recente.

„Cunoașterea distribuției gazului a devenit unul dintre cele mai mari obstacole în analiza datelor cosmologice din prezent și viitor. Acum este momentul potrivit pentru a aborda aceste întrebări”, a declarat Ferraro, subliniind importanța acestei descoperiri în contextul cercetărilor cosmologice.

În plus, efectul cinematic Sunyaev-Zel’dovich ar putea fi un instrument valoros pentru explorarea Universului timpuriu, oferind indicii despre structura la scară largă a cosmosului și despre legile fundamentale ale fizicii din acea epocă.