สสารธรรมดาของจักรวาลครึ่งหนึ่งหายไป เทคนิคใหม่นี้อาจได้พบหลักฐานกำลังซ้อนขึ้นว่าสสารที่หายไปส่วนใหญ่ของจักรวาลซ่อนตัวอยู่ตามเส้นใยของจักรวาลอันกว้างใหญ่
เอกสารคู่หนึ่งรายงานสัญญาณที่ดีที่สุดบางส่วนเกี่ยวกับก๊าซร้อนในช่องว่างระหว่างกระจุกดาราจักร ซึ่งอาจเพียงพอที่จะเป็นตัวแทนของสสารธรรมดาครึ่งหนึ่งที่ไม่เคยมีใครนับมาก่อน การศึกษาก่อนหน้านี้ได้บอกใบ้ถึงเรื่องที่ขาดหายไปนี้ แต่เทคนิคการค้นหาแบบใหม่ช่วยเติมเต็มช่องว่างในสำมะโนจักรวาลที่ความพยายามอื่นๆ ล้มเหลว เอกสารเผยแพร่ทางออนไลน์ที่ arXiv.org เมื่อ วัน ที่15 กันยายน และ29 กันยายน
ทีมอิสระสองทีมซ้อนภาพกาแลคซีหลายแสนแห่งทับกัน
เพื่อเผยให้เห็นเส้นใยกระจายของกาแลคซีคู่หนึ่งที่เชื่อมต่อกันตลอดหลายล้านปีแสง การวัดว่าก๊าซบิดเบือนแสงพื้นหลังของจักรวาลอย่างไร ทำให้นักวิจัยสามารถระบุมวลของสสารธรรมดาหรือแบริออนที่มันมีอยู่ นั่นคือโปรตอนและนิวตรอนที่ประกอบเป็นอะตอม
Dominique Eckert จากสถาบัน Max Planck สำหรับฟิสิกส์นอกโลกในเมือง Garching ประเทศเยอรมนี กล่าวว่า “มันเป็นปัญหาที่สำคัญมาก” ซึ่งได้ค้นหาสิ่งที่ขาดหายไปผ่านรังสีเอกซ์ที่ปล่อยออกมาจากเส้นใยแต่ละเส้น “ถ้าคุณต้องการเข้าใจว่าดาราจักรก่อตัวอย่างไรและทุกสิ่งก่อตัวอย่างไรภายในดาราจักร คุณต้องเข้าใจวิวัฒนาการของเนื้อหาแบริออน” ที่เริ่มต้นด้วยการรู้ว่ามันอยู่ที่ไหน
ประมาณ 85 เปอร์เซ็นต์ของสสารในจักรวาลเป็นสิ่งลึกลับที่มองไม่เห็นที่เรียกว่าสสารมืด ซึ่งนักฟิสิกส์ยังหาไม่พบ ( SN Online: 9/6/17 ) น่าแปลกที่เรื่องธรรมดาประมาณครึ่งหนึ่งยังไม่ได้รับการพิจารณา เมื่อนักดาราศาสตร์มองไปรอบๆ ดาราจักรในช่วงสองสามพันล้านปีแสงที่ใกล้ที่สุด พวกเขาพบแบริออนเพียงครึ่งเดียวเท่านั้นที่ควรจะมีในบิกแบง
ส่วนที่เหลือน่าจะซ่อนตัวอยู่ในเส้นใยยาวของก๊าซที่เชื่อมกระจุกดาราจักรในใยจักรวาลอันกว้างใหญ่ ( SN: 3/8/14, p. 8 ) ความพยายามครั้งก่อนในการค้นหาแบริออนที่โฟกัสไปที่รังสีเอกซ์ที่ปล่อยออกมาจากก๊าซในเส้นใย ( SN Online: 8/4/15 ) หรือแสงของควาซาร์ที่อยู่ห่างไกลซึ่งกรองผ่านใยแมงมุมเหล่านี้ ( SN: 5/13/00, p. 310 ). แต่ความพยายามเหล่านั้นไม่สามารถสรุปได้หรือมีความอ่อนไหวต่ออุณหภูมิก๊าซในช่วงแคบ ๆ ที่พวกเขาพลาดไปมาก
ตอนนี้อาจมีวิธีค้นหาส่วนที่เหลือ สองกลุ่ม –
นักจักรวาลวิทยา Hideki Tanimura ซึ่งทำงานในขณะที่อยู่ที่มหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบียในแวนคูเวอร์และเพื่อนร่วมงานของเขาและ Anna de Graaff จากมหาวิทยาลัยเอดินบะระและเพื่อนร่วมงานของเธอได้ค้นหาสิ่งที่ขาดหายไปในรูปแบบใหม่ ทั้งสองทีมพบวิธีที่จะมองผ่านก๊าซไปจนถึงแสงที่เก่าแก่ที่สุดในจักรวาล
Tanimura ซึ่งปัจจุบันอยู่ที่ Institute of Space Astrophysics ในเมือง Orsay ประเทศฝรั่งเศส กล่าวว่า “ก๊าซเส้นใยนั้นตรวจจับได้ยากมาก แต่ตอนนี้เรามีเทคนิคในการตรวจจับแล้ว
แสงโบราณนั้น เรียกว่าพื้นหลังไมโครเวฟจักรวาล ถูกปล่อยออกมา 380,000 ปีหลังจากบิกแบง เมื่อแสงนี้ส่องผ่านเมฆของอิเล็กตรอนในอวกาศ เช่นที่พบในเส้นใยของก๊าซร้อน มันจะเบี่ยงเบนและบิดเบี้ยวในลักษณะเฉพาะ ดาวเทียมPlanck ได้เผยแพร่แผนที่ทั้งหมดบนท้องฟ้าของการบิดเบือนเหล่านี้ในปี 2015 ( SN: 3/21/15, p. 7 )
Tanimura และ de Graaff คิดแยกกันว่าจะมีการบิดเบี้ยวตามเส้นใยมากกว่าในที่ว่าง เพื่อหาตำแหน่งของเส้นใย ทั้งสองทีมได้เลือกกาแลคซีคู่หนึ่งจากแค็ตตาล็อก Sloan Digital Sky Survey ซึ่งอยู่ห่างกันอย่างน้อย 20 ล้านปีแสง ทีมของ De Graaff เลือกประมาณหนึ่งล้านคู่ และทีมของ Tanimura เลือก 262,864 คู่ ทั้งสองทีมสันนิษฐานว่ากาแลคซีไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของกระจุกเดียวกัน แต่ควรเชื่อมต่อกันด้วยเส้นใย
เส้นใยยังคงจางเกินกว่าจะมองเห็นได้ทีละอัน ดังนั้นทีมจึงใช้ซอฟต์แวร์เพื่อจัดเลเยอร์ภาพทั้งหมดและลบการบิดเบือนออกจากอิเล็กตรอนในกาแลคซีเพื่อดูว่ามีอะไรเหลืออยู่ ทั้งสองเห็นการบิดเบี้ยวที่หลงเหลืออยู่ในพื้นหลังไมโครเวฟในจักรวาลซึ่งพวกมันมาจากเส้นใย
ต่อไป ทีมของเดอ กราฟฟ์คำนวณว่าเส้นใยเหล่านั้นมีสัดส่วนถึง 30 เปอร์เซ็นต์ของเนื้อหาแบริออนทั้งหมดในจักรวาล นั่นเป็นการดูถูกดูแคลนอย่างแน่นอน เนื่องจากพวกเขาไม่ได้ตรวจสอบเส้นใยทุกเส้นในจักรวาล ทีมงานจึงเขียนขึ้น – สสารที่เหลือก็อยู่ที่นั่นเช่นกัน
Michael Shull จากมหาวิทยาลัยโคโลราโดโบลเดอร์ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษาใหม่กล่าวว่า “ทั้งสองกลุ่มมีขั้นตอนแรกที่เห็นได้ชัดเจน “ฉันคิดว่าพวกเขากำลังมาถูกทางแล้ว” แต่เขากังวลว่าก๊าซที่เห็นอาจถูกขับออกจากกาแลคซีด้วยความเร็วสูง และจริงๆ แล้วไม่ใช่สิ่งที่ขาดหายไปเลย
เอเคิร์ตยังกังวลด้วยว่าก๊าซอาจเป็นของกาแลคซี่มากกว่าที่โยงระหว่างกาแล็กซีของพวกมัน การสังเกตองค์ประกอบของก๊าซในอนาคต รวมถึงการสังเกตด้วยรังสีเอกซ์ที่มีความละเอียดอ่อนมากขึ้น อาจช่วยไขปริศนาส่วนนั้นได้
