نیمه گمشده ماده جهان در ابرهای هیدروژنی بین کهکشانها کشف شد

نیمه گمشده ماده جهان در ابرهای هیدروژنی بین کهکشانها کشف شد, اخترشناسان با روشی نوین موفق شدند راز ماده باریونی گمشده را که دههها ناشناخته مانده بود، حل کنند. تحقیقات جدید نشان میدهد که نیمی از ماده مرئی جهان که تا به امروز رد یافتن آن غیرممکن به نظر میرسید، در قالب ابرهای عظیم و پراکنده از هیدروژن یونیزه در فضای بین کهکشانها نهان بوده است.

به گزارش ساینس الرت، تیمی بینالمللی از محققان با بهرهگیری از دادههای تابش پسزمینه کیهانی (CMB) و تحلیل بیش از یک میلیون کهکشان قرمز درخشان، وجود این هالههای گازی گسترده را تأیید کردند. این کهکشانها در شعاع حدود هشت میلیارد سال نوری از ما قرار دارند و نتایج حاکی از آن است که هالههای هیدروژنی اطراف آنها بسیار بزرگتر از پیشبینیهای قبلی هستند.

ردیابی گازهای نامرئی با اثر سونیایف-زلدوویچ هیدروژن در حالت یونیزه شده درخشش بسیار ضعیفی دارد و با تلسکوپهای معمول قابل رصد نیست. برای غلبه بر این چالش، دانشمندان از تکنیک برهمنهی دادهها استفاده کردند. در این روش، سیگنالهای بسیار خفیف ناشی از عبور فوتونهای تابش پسزمینه کیهانی از میان ابرهای هیدروژنی، که به اثر سونیایف-زلدوویچ معروف است، با جمعآوری و همپوشانی دادههای تعداد زیاد کهکشان، تقویت و قابل شناسایی شد.

سیمون فرارو، کیهانشناس آزمایشگاه ملی لارنس برکلی، توضیح میدهد که تابش پسزمینه کیهانی در پشت هر شیئی در جهان مشهود قرار دارد و به عنوان یک نور پسزمینه ایدهآل عمل میکند. پراکندگی فوتونهای این تابش توسط الکترونهای آزاد در گازهای هیدروژنی، سایههای بسیار ریزی ایجاد میکند که موقعیت و میزان این گازها را فاش میکند.

پیامدهای کشف برای درک تحول کهکشانها اندازه بزرگتر از انتظار هالههای هیدروژنی، پرسشهای جدیدی در مورد مکانیسمهای تغذیه و بازخورد در کهکشانها مطرح کرده است. این گازها هم از سقوط ماده از فضای بین کهکشانها تغذیه میشوند و هم تحت تأثیر جتهای قدرتمند که توسط سیاهچالههای ابرپرجرم در مرکز کهکشانها پرتاب میشوند، به بیرون رانه میشوند.

این فرآیند میتواند ماده را به فواصل میلیونها سال نوری منتقل کرده و شکلگیری ستاره را در کهکشان مختل کند. محققان معتقدند که پهنه وسیع این هالهها نشاندهنده احتمال فعال بودن دورهای سیاهچالههای مرکزی است؛ یعنی این سیاهچالهها در بازههای زمانی فعال شده و مجدداً خاموش میشوند. این فرضیه با مشاهدات اخیر دیگر از سیاهچالههایی که ناگهان فعال شدهاند، همسو است و میتواند مدلهای موجود از تکامل کهکشانها را دقتبخشد.

گام بعدی تکمیل پازل ماده باریونی این پژوهش تنها یک بخش از داستان کامل ماده گمشده است. مطالعات موازی نشان میدهند که بخش دیگری از این ماده در رشتههای عظیم ماده تاریک محبوس است که بافت شبکه کیهانی را شکل میدهند. نویسندگان مقاله تأکید میکنند که درک تعامل بین گاز باریونی و ماده تاریک، نه تنها برای کیهانشناسی دقیق، بلکه برای درک کامل فرآیندهای شکلگیری و تحول کهکشانها در عصر دادههای عظیم اخترشناسی، حیاتی است.

این تحقیق برای انتشار در مجله فیزیکال ریویو لترز ارسال شده و پیش از چاپ در آرشیو در دسترس قرار دارد.