Прощай «Тёмная материя»? Для понимания структуры Вселенной такая экзотика кажется больше не нужна.11.07.2018
Европейский (ЕКА) рентгеновский телескоп XMM-Newton, запущенный в космос в конце 1999 года, дал неожиданные результаты. Учёным с его помощью удалось обнаружить огромное количество газа и пыли в казалось бы абсолютно пустом пространстве между нитями вселенской паутины. Данная «находка», по мнению астрономов, способна объяснить исчезновение примерно 50 процентов всей материи в наблюдаемой Вселенной, говорится в статье, опубликованной в научном журнале Nature. Если данное открытие подтвердится, то вплотную встанет вопрос — а нужна ли тёмная материя для объяснения видимого расширения Вселенной?
Руководитель группы астрофизиков Фабрицио Никастро из Национального астрофизического института Италии в Риме считает что данное открытие позволяет вплотную приблизились к решению одной из главных загадкок современного мироздания. По его словам нет никаких сомнений, что то эта материя существовала в момент рождения Вселенной, но затем её следы теряются. Возникает резонный вопрос – куда же она всё-таки пропала?
В настоящее время принято считать, что Вселенная по структуре напоминает трехмерную паутину, которая и заполняет всё видимое пространство. Ее нити должны представлять из себя структуры темной материи, так же известный как филаменты. В местах, где эти нити пересекаются, находится видимая материя в виде отдельные галактик и их скоплений.
Наблюдая за этими структурами, учёные недавно обнаружили весьма неожиданную вещь – оказалось, что общая масса материи в нитях этих структур и в пространстве между ними почти в 2 раза меньше, чем это предсказывает теория.
Поиски этой пропавшей материи заметно осложняются одним свойством Вселенной. Такая материя практически полностью прозрачна для электромагнитного излучения из-за того, что находятся в полностью ионизированном состоянии.
По этой причине оценить запасы атомов водорода, гелия и других элементов в пустоте между нитями "паутины" напрямую не представляется возможным, так как они практически не взаимодействуют с видимым светом, равно как и с прочими формами электромагнитного излучения. Ну чем не таинственная «тёмная материя»?
Группа Никастро решили эту проблему другим методом. Они решили искать не водород и гелий, а взялись за более тяжелые химические элементы, взаимодействующие с рентгеновским излучением заметно сильнее, в большом количестве генерируемым нейтронными звёздами, квазарами, черными дырами и ядрами далеких галактик.
Кислород, азот, углерод и ещё более тяжелые элементы в межгалактической среде встречаются достаточно редко – они появились много позже Большого Взрыва и попадали туда уже из сформировавшихся галактик, как продукты активности галактических ядер и взрывов гигантских сверхновых звёзд. Во многом из-за этого ученым пришлось потратить много усилий на поиски подходящего по яркости квазара, чьё рентгеновское излучение было бы достаточно сильным, чтобы оно смогло подсветить ионы тяжелых элементов.
Для проведения эксперимента была выбрана гигантская чёрная дыра, находящаяся в центре активной галактика 1ES 1553+113, из созвездия Змеи, находящаяся на расстоянии примерно в 1,6 млрд. парсек от Земли.
Проанализировав спектр излучения 1ES 1553+113 с помощью рентгеновского оборудования космического телескопа, астрономы обнаружили, что в нем действительно возникает 2 серии линий, которые можно приписать кислороду O VII, находящемуся на расстоянии около 4,6 и 4,0 миллиардов световых лет (красные смещения z1 ≈ 0,43 и z2 ≈ 0,36 соответственно). Достоверность измерений при этом составила примерно 4σ в обоих случаях, то есть вероятность ошибки детектирования менее 6×10−5. Чтобы достичь такой высокой точности, астрономам пришлось непрерывно наблюдать за квазаром более 1,75 миллиона секунд, то есть практически три недели.
Итогом более чем двухлетних наблюдений стало то, что ученые нашли следы существования двух гигантских облаков газа в межгалактической среде, заполненных ионами тяжелых элементов, а так же водорода и гелия.
Оценка их масса, в свою очередь, говорит о том, что в таких структурах может содержаться от четверти и до ста процентов всей недостающей материи. Астрономы планируют в этом году повторно провести аналогичные замеры с использованием других квазаров, которые позволят им заметно поднять статистическую точность полученных данных, а так же уточнить, являются ли выявленные газовые облака уникальными образованиями, или же доказать, что они встречаются во всех частях нашей Вселенной.
Если же всё-таки подтвердится, что это рядовое явление, то прощай «тёмная материя»?
Правда останется ещё феномен «тёмной энергии» и с этим будет посложнее..
