Uma nova análise do céu finalmente confirmou onde a metade que faltava da matéria visível do universo está escondida.
No espaço em torno das galáxias, ele se esconde como nuvens enormes e invisíveis de hidrogênio ionizado. Normalmente, isso seria impossível de ver – mas uma grande equipe internacional de astrônomos e astrofísicos desenvolveu uma técnica que revela seus esconderijos, lá fora, na escuridão em meio às estrelas.
Programas de pesquisa Confirme a metade ausente do materials do universo assume a forma de uma névoa intergaláctica de hidrogênio expulsa mais dos núcleos ativos das galáxias do que qualquer um pensou anteriormente.
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“Pensamos que, uma vez que vamos mais longe da galáxia, recuperamos todo o gás que faltava”. diz astrônomo Boryana Hadzhiyska da Universidade da Califórnia, Berkeley e Lawrence Berkeley Nationwide Laboratory.
“Para ser mais preciso, temos que fazer uma análise cuidadosa com simulações, o que não fizemos. Queremos fazer um trabalho cuidadoso”.
Matéria regular ou bariônica representa cerca de 5 % da distribuição de matéria-energia do universo; o resto é matéria escura (27 %) e energia escura (68 %). A matéria escura e a energia escura são uma outra coisa, mas o mistério da matéria bariônica que falta é aquela que tem cientistas irritados há décadas.
O problema é que simplesmente não sabemos onde está uma grande proporção. Hidrogênio compõe cerca de 90 % do universo por átomose 73 % em massa; Portanto, uma grande parte da matéria bariônica ausente é o hidrogênio. Os cientistas estimam que perdemos mais de 50 % do hidrogênio do universo.
Hidrogênio no espaço pode ser ionizado por radiação, fazendo com que ele brilho fracamentemas no espaço entre galáxias, o gás é muito difuso e o brilho muito fraco, para que isso seja facilmente detectável.
Mas há mais de uma maneira de procurar uma nuvem invisível de hidrogênio. Um método que vem ganhando tração é olhando para as mudanças à luz por trás dele – o fundo cósmico de microondasa ‘primeira luz’ fossilizada no universo que permeia o cosmos.
“O fundo cósmico de microondas está na parte de trás de tudo o que vemos no universo. É a borda do universo observável”. diz cosmologista Simone Ferraro do Laboratório Nacional de Lawrence Berkeley. “Assim, você pode usar isso como uma luz de fundo para ver onde está o gás”.
À medida que essa luz viaja através de nuvens difusas de hidrogênio ionizado, ela pode ser iluminada ou diminuída à medida que espalham elétrons no gás. Isso é chamado de cinemático Efeito Sunyaev-Zel’dovich. Como você provavelmente pode imaginar, o fundo cósmico de microondas é realmente fraco e difícil de ver também.
Então, a solução está empilhando. Você pega um monte de observações e as coloca umas sobre as outras em pilhas para enfatizar recursos realmente, realmente fracos. Os pesquisadores fizeram isso por mais de um milhão de galáxias vermelhas brilhantes dentro de um raio de 8 bilhões de anos-luz da By way of Láctea.
Seus resultados mostraram que o halo de hidrogênio envolvido em torno dessas galáxias é muito maior do que pensávamos. Ele também oferece a possibilidade tentadora de que os halos sejam muito maiores do que essa pesquisa foi capaz de detectar.
“As medidas são certamente consistentes com a descoberta de todo o gás”. Ferraro diz.
Como é tão comum na astronomia, a descoberta também levanta novas questões. Hidrogênio halos são alimentados ambos por gás de fora da galáxia caindo sobre ele e fases ativas do supermassivo buraco negro no centro da galáxia.
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Quando o buraco negro se alimenta a uma taxa alta, seu campo magnético lança enormes jatos de materials que podem explodir milhões de anos-luz no espaço intergalático e ventos poderosos Exploda para fora em todas as direções, empurrando qualquer gás dentro da galáxia, reduzindo a formação de estrelas (já que as estrelas se formam a partir de gás).
A descoberta de halos maiores do que o esperado sugere que a atividade do buraco negro pode ser episódico, ligando e desligando. Isso é consistente com outras observações interessantes de buracos negros Isso parece adormecido de repente queimando para a vida. Esta é uma informação relevante para nossos modelos de evolução da galáxia.
Isso é apenas parte do quebra -cabeça. Outras tentativas de mapear os baryons ausentes do universo mostram que parte disso é ligado aos filamentos de matéria escura que formam a rede cósmica, conectando galáxias em vastas distâncias. O trabalho da equipe deu aos astrônomos uma nova maneira de procurar o hidrogênio; Agora eles apenas precisam montar as peças.
“Este trabalho abre a porta para uma nova e emocionante linha de pesquisa”. Eles escrevem em seu artigo.
“Compreender a conexão entre gás e matéria escura não apenas ajudará a análises futuras de cosmologia, mas também ajudará a nossa compreensão da formação e evolução da galáxia. Este artigo adiciona uma peça essencial a um crescente corpo de obras com o objetivo de desvendar as complexidades do gás cósmico na period de grandes pesquisas cosmológicas”.
A pesquisa foi submetida em Cartas de revisão físicae está disponível em arxiv.
