Tutkijat paikansivat maailmankaikkeuden kadonneen aineen galaksien ympäriltä

Tähtitieteilijät ovat paikantaneet maailmankaikkeuden pitkään etsityn "kadonneen" tavallisen aineen. Se on hajallaan valtavissa, harvoissa pilvissä, jotka ulottuvat miljoonien valovuosien päähän galakseista – paljon kauemmas kuin simulaatiot olivat ennustaneet.

Uusi kosminen väestönlaskenta

Physical Review Letters -lehdessä julkaistussa tutkimuksessa CHIME/Fast Radio Bursts -yhteistyöryhmän tutkijat kehittivät menetelmän, joka vertaa tuhansia nopeita radiopurkauksia (FRB) miljoonien galaksien kartoitettuihin sijainteihin. MIT:n Kavli-instituutin jatko-opiskelija Haochen Wangin ja MIT:n fysiikan apulaisprofessori Kiyoshi Masuin johtama tiimi analysoi 2 870 FRB-signaalia, jotka CHIME-radioteleskooppi tallensi Brittiläisessä Kolumbiassa. He vertasivat tietoja yli kuuden miljoonan galaksin sijainteihin, jotka on luetteloitu Arizonassa sijaitsevan Kitt Peakin observatorion DESI-instrumentilla.sflorg+1

Tekniikka perustuu nopeiden radiopurkausten ominaisuuteen: kun nämä millisekuntien mittaiset radioaallot kulkevat avaruuden halki, niiden läpäisemä aine "sumentaa" niitä. Matalan energian aallonpituudet viivästyvät enemmän kuin korkean energian aallonpituudet, ja mittaamalla sumenemisen astetta tutkijat voivat laskea tarkasti, kuinka paljon ainetta kukin purkaus kohtasi matkallaan kohti Maata.miragenews+1

Odotettua kauempana

Analyysi paljasti, että kadonnut baryoninen aine – protonit, neutronit ja elektronit, joita tähdet ja galaksit eivät selitä – kerääntyy hajanaisiin pilviin galaksiryhmien ympärille. Nämä pilvet ulottuvat noin neljän miljoonan valovuoden päähän isäntägalakseistaan, mikä on selvästi enemmän kuin tietokonesimulaatiot olivat ennustaneet.sflorg+1

"Galaksi on ehkä muutaman sadan tuhannen valovuoden kokoinen, ja löysimme kadonnutta ainetta noin 4 miljoonan valovuoden päähän asti", Masui sanoi. "Se on huomattavasti kauempana kuin simulaatiot ennustavat".sflorg

Tulokset viittaavat siihen, että mustien aukkojen suihkut, supernovat ja muut energeettiset galaktiset prosessit karkottavat kaasua paljon voimakkaammin kuin tutkijat olivat olettaneet. "Huomaamme, että galaksien toiminta on sotkuisempaa kuin luulimme", Wang sanoi. "Ne ovat enemmän kuin suihkulähteitä, jotka todella työntävät kaasua hyvin suurille etäisyyksille".sflorg

Skaalautuva työkalu

McGillin yliopiston fysiikan professori ja tutkimuksen toinen kirjoittaja Victoria Kaspi kutsui nopeita radiopurkauksia "hämmästyttävän tehokkaiksi aineen jakautumisen tutkimisessa maailmankaikkeudessa". Koska CHIME on havainnut noin 4 000 FRB-purkausta havaintojen aloittamisesta lähtien, tiimi odottaa menetelmän tarkentuvan datan kertyessä. "Saimme sen toimimaan ensimmäistä kertaa, ja saamme sen toimimaan entistä tarkemmin, kun data paranee", Masui sanoi.miragenews