Где пропавшая материя вселенной?

Апр 19, 2018 Леонид Гляделов

Новости космоса:
Астрономы, использующие космическую обсерваторию XMM-Newton ESA, исследовали газонаполненные ореолы вокруг галактик, пытаясь найти «недостающую» материю, которая, по-видимому, находится там.

Вся материя во Вселенной существует в форме «нормальной» материи или печально известной неуловимой и невидимой темной материи, причем последняя примерно в шесть раз более плодовита.

Подробнее:

Любопытно, что ученые, изучающие близлежащие галактики в последние годы, обнаружили, что они содержат в три раза меньше нормального вещества, чем ожидалось, с нашей собственной галактикой Млечный Путь, содержится менее половины ожидаемого количества.

«Это давно стало загадкой, и ученые потратили много усилий на поиск этого недостающего материала», - говорит Цзянтао Ли из Мичиганского университета, США, и автор новой статьи.

Исследователи полагали, что вместо того, чтобы лежать в основной части галактики, эта часть может быть обнаружена оптически, а исследователи полагают, что она может находиться в области горячего газа, которая простирается дальше в космос, образуя гало галактики.

Эти горячие сферические ореолы были обнаружены ранее, но область настолько слабая, что ее трудно заметить в деталях - ее рентгеновское излучение может потеряться и неотличимо от фонового излучения. Зачастую ученые наблюдают небольшое расстояние в этом регионе и экстраполируют их результаты, но это может привести к неясным и переменным результатам.

Цзянтао и его коллеги хотели измерить горячий газ на большие расстояния с помощью рентгеновской космической обсерватории XMM-Newton от ESA. Они рассмотрели шесть подобных спиральных галактик и объединили данные, чтобы создать одну галактику со своими средними свойствами.

«Делая это, сигнал галактики усиливается, и рентгеновский фон становится лучше различим», добавляет соавтор Джоэл Брегман, также из Мичиганского университета.

«Тогда мы смогли увидеть рентгеновское излучение примерно в три раза дальше, чем если бы наблюдали за одной галактикой, что сделало нашу экстраполяцию более точной и надежной».

Массивные и изолированные спиральные галактики дают наилучший шанс поиска недостающего вещества. Они достаточно массивны, чтобы нагревать газ до температур в миллионы градусов, чтобы они излучали рентгеновские лучи и в значительной степени избегали загрязнения другим материалом посредством звездообразования или взаимодействия с другими галактиками.

До сих пор отсутствует

Результаты полученные командой учёных показали, что гало, окружающие галактики, как наблюдаемые, не могут содержать все недостающее вещество. Несмотря на экстраполяцию почти в 30 раз радиуса Млечного Пути, почти три четверти ожидаемого материала все еще отсутствует.

Существуют две основные альтернативные теории относительно того, где она может быть: либо она хранится в другой газовой фазе, которая плохо наблюдается - возможно, более жаркая и более тонкая фаза, или более холодная и плотная - или в пределах пятна пространства, которое не является покрытых нашими текущими наблюдениями, или испускает рентгеновские лучи слишком слабо, чтобы их можно было обнаружить.

В любом случае, поскольку галактики не содержат достаточно отсутствующего вещества, они, возможно, выбрасывают его в космос, возможно, приводят к впрыскиванию энергии из взрывающихся звезд или сверхмассивных черных дыр.

«Эта работа важна для создания более реалистичных моделей галактик, и в свою очередь, помогает нам лучше понять, как сформировалась и развивалась наша собственная галактика», - говорит Норберт Шартель, ученый проекта ESA XMM-Newton. «Такой поиск просто невозможен без невероятной чувствительности XMM-Newton».

«В будущем ученые могут добавить еще больше галактик к нашим образцам исследования и использовать XMM-Newton в сотрудничестве с другими высокоэнергетическими обсерваториями, такими как предстоящий расширенный телескоп ESA для высокоэнергетической астрофизики, Athena, для исследования расширенных, плотные части внешних краев галактики, поскольку мы продолжаем распутывать тайну исчезнувшей материи Вселенной».