Un nuevo análisis del cielo finalmente ha confirmado dónde se ha escondido la mitad que falta la mitad de la materia visible del universo.
En el espacio alrededor de las galaxias, acecha como enormes e invisibles nubes de hidrógeno ionizado. Normalmente, esto sería imposible de ver, pero un gran equipo internacional de astrónomos y astrofísicos ha desarrollado una técnica que revela sus escondites, en la oscuridad en medio de las estrellas.
Programas de encuestas Confirme que la mitad faltante del material del universo toma la forma de una niebla intergaláctica de hidrógeno expulsada de los núcleos activos de galaxias de lo que nadie pensaba anteriormente.
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“Creemos que, una vez que nos alejamos de la galaxia, recuperamos todo el gas perdido”. dice la astrónoma Boryana Hadzhiyska del Laboratorio Nacional de la Universidad de California, Berkeley y Lawrence Berkeley.
“Para ser más precisos, tenemos que hacer un análisis cuidadoso con simulaciones, lo que no hemos hecho. Queremos hacer un trabajo cuidadoso”.
La materia normal o bariónica representa alrededor del 5 por ciento de la distribución de energía de la materia del universo; el resto es materia oscura (27 por ciento) y energía oscura (68 por ciento). La materia oscura y la energía oscura son otra cosa, pero el misterio de la materia bariónica faltante es una que ha molestado a los científicos durante décadas.
El problema es que simplemente no sabemos dónde está una gran proporción. El hidrógeno constituye alrededor del 90 por ciento del universo por átomosy 73 por ciento por masa; Entonces, una gran parte de la materia bariónica faltante es el hidrógeno. Los científicos estiman que hemos perdido más del 50 por ciento del hidrógeno del universo.
El hidrógeno en el espacio puede ionizarse por radiación, lo que hace que brillar débilmentepero en el espacio entre las galaxias, el gas es demasiado difuso y el brillo demasiado débil, para que esto sea fácilmente detectable.
Pero hay más de una forma de buscar una nube invisible de hidrógeno. Un método que ha estado ganando tracción es observar los cambios en la luz detrás de él: el fondo de microondas cósmicola ‘primera luz’ fosilizada en el universo que impregna el cosmos.
“El fondo de microondas cósmico está en la parte posterior de todo lo que vemos en el universo. Es el borde del universo observable”, dice el cosmólogo Simone Ferraro del Laboratorio Nacional de Lawrence Berkeley. “Entonces puedes usar eso como luz de fondo para ver dónde está el gas”.
A medida que esta luz viaja a través de nubes difusas de hidrógeno ionizado, se puede iluminar o atenuar a medida que se dispersa electrones en el gas. Esto se llama cinemático Efecto sunyaev-zel’dovich. Sin embargo, como probablemente puedas imaginar, el fondo de microondas cósmico también es realmente débil y difícil de ver.
Entonces, la solución es apilar. Toman un montón de observaciones y las colocas uno encima del otro en pilas para enfatizar características realmente débiles. Los investigadores hicieron esto durante más de un millón de galaxias rojas brillantes en un radio de 8 mil millones de años luz de la Vía Láctea.
Sus resultados mostraron que el halo de hidrógeno envuelto alrededor de estas galaxias es mucho más grande de lo que pensábamos. También ofrece la posibilidad tentadora de que los halos sean mucho más grandes que incluso esta encuesta pudo detectar.
“Las mediciones son ciertamente consistentes con encontrar todo el gas”, Ferraro dice.
Sin embargo, como es tan común en la astronomía, el descubrimiento también plantea nuevas preguntas. Halos de hidrógeno están alimentados Ambos por gas desde fuera de la galaxia caen sobre ella y fases activas de la supermasiva agujero negro en el Centro de Galaxia.
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Cuando el agujero negro se alimenta a una velocidad alta, su campo magnético lanza enormes chorros de material que pueden explotar millones de años luz en el espacio intergaláctico, y Vientos poderosos Explique hacia afuera en todas las direcciones, empujando cualquier gas dentro de la galaxia con él, reduciendo la formación de estrellas (ya que las estrellas se forman de gas).
El descubrimiento de halos más grandes de lo esperado sugiere que la actividad de los agujeros negros puede ser episódico, activando y apagado. Esto es consistente con otras observaciones interesantes de agujeros negros que parece inactivo De repente hinchando con la vida. Esta es información que es relevante para nuestros modelos de evolución de la galaxia.
Esto es solo una parte del rompecabezas. Otros intentos de mapear los bariones que desaparecen del universo muestran que algunos de ellos son atado en los filamentos de materia oscura que forman la web cósmica, conectando galaxias a través de vastas distancias. El trabajo del equipo le ha dado a los astrónomos una nueva forma de buscar el hidrógeno; Ahora solo tienen que armar las piezas.
“Este trabajo abre la puerta para una nueva y emocionante línea de investigación”. escriben en su papel.
“Comprender la conexión entre el gas y la materia oscura no solo ayudará a los análisis de cosmología futuros, sino que también ayudará a nuestra comprensión de la formación y evolución de la galaxia. Este documento agrega una pieza esencial a un creciente cuerpo de obras con el objetivo de desentrañar las complejidades del gas cósmico en la era de las grandes encuestas cosmológicas”.
La investigación ha sido presentada en Cartas de revisión físicay esta disponible en arxiv.