มานานหลายทศวรรษรูปแบบทางดาราศาสตร์ที่โดดเด่นที่ใช้โดยนักวิทยาศาสตร์ได้รับการตั้งอยู่บนทฤษฎีที่นอกเหนือไปจากสสารแบริออน - อาคา เรื่อง“ ปกติ” หรือ“ ส่องสว่าง” ซึ่งเราสามารถมองเห็นได้ - เอกภพยังมีมวลที่มองไม่เห็นจำนวนมาก “ สสารมืด” นี้มีค่าประมาณ 26.8% ของมวลของจักรวาลในขณะที่สสารปกติมีค่าเพียง 4.9%
ในขณะที่การค้นหา Dark Matter นั้นยังดำเนินอยู่และยังไม่พบหลักฐานโดยตรงนักวิทยาศาสตร์ก็ทราบว่า 90% ของเรื่องปกติของจักรวาลยังคงไม่ถูกตรวจจับ จากการศึกษาใหม่สองชิ้นที่ตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้พบว่าสารปกติส่วนใหญ่ซึ่งประกอบด้วยเส้นใยของก๊าซร้อนและกระจายที่เชื่อมโยงกาแลคซีเข้าด้วยกัน - อาจถูกค้นพบในที่สุด
การศึกษาครั้งแรกชื่อ“ ค้นหาเส้นใยก๊าซร้อน / ร้อนระหว่างคู่ของกาแลคซีสีแดง SDSS ส่องสว่าง” ปรากฏใน ประกาศรายเดือนของสมาคมดาราศาสตร์. การศึกษานี้นำโดยฮิเดกิทานิมูระผู้สมัครระดับปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบียและรวมถึงนักวิจัยจากสถาบันวิจัยขั้นสูงแห่งแคนาดา (CIFAR) มหาวิทยาลัยลิเวอร์พูลจอห์นมัวเรสและมหาวิทยาลัยควาซูลูนาทาล
การศึกษาที่สองซึ่งเพิ่งปรากฎออนไลน์เมื่อไม่นานมานี้มีชื่อว่า“ Missing Baryons ใน Cosmic Web เปิดเผยโดย Sunyaev-Zel'dovich Effect” ทีมนี้ประกอบด้วยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเอดินบะระและเป็นผู้นำของแอนนาเดอเกรฟนักศึกษาระดับปริญญาตรีจากสถาบันดาราศาสตร์ที่หอดูดาว Royal Edinburgh ด้วยการทำงานอย่างเป็นอิสระจากกันทีมทั้งสองนี้ได้จัดการกับปัญหาที่หายไปของจักรวาล
บนพื้นฐานของการจำลองจักรวาลทฤษฎีที่โดดเด่นได้รับว่าเรื่องปกติที่ตรวจไม่พบก่อนหน้าของจักรวาลประกอบด้วยเส้นของสสาร baryonic - เช่นโปรตอนนิวตรอนและอิเล็กตรอนที่ลอยอยู่ระหว่างกาแลคซี ภูมิภาคเหล่านี้เป็นที่รู้จักกันในนาม "เว็บคอสมิค" ซึ่งมีก๊าซความหนาแน่นต่ำที่อุณหภูมิ 105 ถึง 107 K (-168 t0 -166 ° C; -270 ถึง 266 ° F)
เพื่อประโยชน์ในการศึกษาของพวกเขาทั้งสองทีมได้พิจารณาข้อมูลจาก Planck Collaboration ซึ่งเป็นกิจการร่วมค้าที่ได้รับการดูแลโดยองค์การอวกาศยุโรป พลังค์ ภารกิจ (ESA) สิ่งนี้ถูกนำเสนอในปี 2015 ที่ซึ่งมันถูกใช้เพื่อสร้างแผนที่ความร้อนของจักรวาลโดยการวัดอิทธิพลของผลกระทบ Sunyaev-Zeldovich (SZ)
เอฟเฟกต์นี้หมายถึงการบิดเบือนทางสเปกตรัมในพื้นหลังไมโครเวฟคอสมิคที่ซึ่งโฟตอนถูกกระจัดกระจายโดยแก๊สไอออไนซ์ในกาแลคซีและโครงสร้างขนาดใหญ่ ในระหว่างการปฏิบัติภารกิจเพื่อศึกษาจักรวาล พลังค์ ดาวเทียมทำการตรวจสอบการบิดเบือนของโฟตอนของ CMB ด้วยความไวที่ยอดเยี่ยมและแผนที่ความร้อนที่เกิดขึ้นนั้นถูกนำมาใช้ในการทำแผนภูมิโครงสร้างขนาดใหญ่ของจักรวาล
อย่างไรก็ตามเส้นใยระหว่างกาแลคซีปรากฏว่าจางเกินไปที่นักวิทยาศาสตร์จะตรวจสอบในเวลานั้น เพื่อแก้ไขปัญหานี้ทั้งสองทีมได้ศึกษาข้อมูลจากแคตตาล็อกกาแลคซี CMASS ทั้งเหนือและใต้ซึ่งผลิตจากการปล่อยข้อมูลสโลน Digital Sky Survey (SDSS) 12 จากชุดข้อมูลนี้พวกเขาเลือกคู่ของกาแลคซีและมุ่งเน้นที่ช่องว่างระหว่างพวกมัน
จากนั้นพวกเขาซ้อนข้อมูลความร้อนที่ได้จาก พลังค์ สำหรับพื้นที่เหล่านี้อยู่ด้านบนของกันและกันเพื่อเสริมสร้างสัญญาณที่เกิดจากเอฟเฟกต์ SZ ระหว่างกาแลคซี ดังที่ดร. ฮิเดกิบอกนิตยสารอวกาศผ่านอีเมล:
“ การสำรวจกาแลคซี SDSS ให้รูปร่างของโครงสร้างขนาดใหญ่ของจักรวาล การสำรวจพลังค์ช่วยให้แผนที่ความดันก๊าซมีความไวที่ดีขึ้น เรารวมข้อมูลเหล่านี้เพื่อสำรวจก๊าซที่มีความหนาแน่นต่ำในเว็บคอสมิค”
ในขณะที่ Tanimura และทีมของเขาซ้อนข้อมูลจากกาแลคซี 260,000 คู่เดอแกรฟฟ์และทีมของเธอซ้อนข้อมูลจากกว่าล้านตัว ในท้ายที่สุดทั้งสองทีมได้หลักฐานที่แข็งแกร่งเกี่ยวกับไส้หลอดก๊าซ ในขณะที่ทีมของ Tanimura พบว่าความหนาแน่นของเส้นใยเหล่านี้อยู่ที่ประมาณสามเท่าของความหนาแน่นเฉลี่ยในโมฆะโดยรอบเดอกราฟและทีมของเธอพบว่าพวกเขามีความหนาแน่นเฉลี่ยหกเท่า
“ เราตรวจจับก๊าซที่มีความหนาแน่นต่ำในเว็บจักรวาลด้วยวิธีการเรียงซ้อน” ฮิเดกิกล่าว “ ทีมอื่นใช้วิธีเดียวกันเกือบทั้งหมด ผลลัพธ์ของเราคล้ายกันมาก ความแตกต่างที่สำคัญคือเรากำลังตรวจสอบจักรวาลใกล้เคียงในทางกลับกันพวกเขากำลังตรวจสอบจักรวาลที่ค่อนข้างไกลออกไป”
สิ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษในแง่นี้มันบอกเป็นนัยว่าเมื่อเวลาผ่านไปเรื่องสสารใน baryonic web นั้นหนาแน่นน้อยลง ระหว่างผลลัพธ์ทั้งสองนี้การศึกษามีสัดส่วนระหว่าง 15 ถึง 30% ของเนื้อหาแบริออนทั้งหมดของจักรวาล แม้ว่านั่นจะหมายความว่ายังคงมีเรื่องสสารแบริออนจำนวนมากของจักรวาลอยู่ แต่ก็ยังเป็นสิ่งที่น่าประทับใจ
ดังที่ฮิเดกิอธิบายผลลัพธ์ของพวกเขาไม่เพียง แต่สนับสนุนรูปแบบทางดาราศาสตร์ในปัจจุบันของจักรวาล (รุ่นแลมบ์ดา CDM) แต่ยังไปไกลกว่านั้น:
“ รายละเอียดในจักรวาลของเรายังคงเป็นปริศนา ผลลัพธ์ของเราแสดงให้เห็นแสงและเผยให้เห็นภาพที่ชัดเจนยิ่งขึ้นของจักรวาล เมื่อผู้คนออกไปในมหาสมุทรและเริ่มทำแผนที่โลกของเรามันไม่ได้ถูกใช้สำหรับคนส่วนใหญ่ในตอนนั้น แต่เราใช้แผนที่โลกเพื่อเดินทางไปต่างประเทศ ในทำนองเดียวกันแผนที่ของทั้งจักรวาลอาจไม่มีประโยชน์ในขณะนี้เพราะเราไม่มีเทคโนโลยีที่จะออกไปสู่อวกาศ อย่างไรก็ตามมันอาจมีค่า 500 ปีต่อมา เราอยู่ในขั้นตอนแรกของการสร้างแผนที่ของทั้งจักรวาล”
นอกจากนี้ยังเปิดโอกาสสำหรับการศึกษาในอนาคตของ Comsic Web ซึ่งไม่ต้องสงสัยเลยว่าจะได้รับประโยชน์จากการใช้งานอุปกรณ์ยุคต่อไปเช่น James Webb Telescope, กล้องโทรทรรศน์ Atacama Cosmology Telescope และ Q / U Imaging ExperimenT (QUIET) ด้วยโชคใด ๆ พวกเขาจะสามารถมองเห็นสิ่งที่ขาดหายไปที่เหลืออยู่ จากนั้นบางทีเราอาจจะกลายเป็นศูนย์ในมวลที่มองไม่เห็น!
