Znaleziono brakującą część Wszechświata

Międzynarodowa grupa badawcza znalazła brakujące 50% widzialnej materii Wszechświata.

Okazało się, że materia jest ściśnięta między galaktykami i gromadami galaktyk. Preprint badania jest opublikowany w repozytorium arXiv.org.

Według modelu kosmologicznego Lambda-Cold Dark Matter (ΛCDM) ciemna materia i ciemna energia stanowią ponad 95% tego, czym jest wypełniony Wszechświat. Zwykła (barionowa) materia składająca się z protonów i neutronów wynosi jedynie 4,6%. Jednak obserwacje pokazują, że gwiazdy, ośrodek międzygwiazdowy i gorący gaz z gromady galaktyk (klastrów) zawiera jedynie 50% teoretycznej ilości materii barionowej. 

Materia tworzy we Wszechświecie trójwymiarową sieć, której węzły powstają pod wpływem sił grawitacji. Te węzły składające się z galaktyk bądź dużych gromad galaktyk i ciemnej materii są połączone nitkowatymi strukturami. Modelowanie hydrodynamiczne pokazało, że właśnie między klastrami powinna znajdować się brakująca część zwykłej materii nazywana ciepłym ośrodkiem międzygalaktycznym (WHIM). Jednak jej wykrycie jest trudne ze względu na bardzo niską gęstość.

Badacze przeanalizowali dane otrzymane przez orbitalne obserwatorium Plank przeznaczone do badania mikrofalowego promieniowania tła (promieniowanie reliktowe, CMB) pozostałego po tym, jak Wszechświat stał się transparentny dla promieniowania cieplnego. Naukowcy szukali zmian w tle wywołanych przejściem CMB fotonów przez ciepły ośrodek międzygalaktyczny, który mógłby znajdować się między jasnymi czerwonymi galaktykami (Luminous Red Galaxies). Zjawisko to nazywa się efektem Siuniajewa-Zeldowicza. 

Łącznie zbadano 260 tys. galaktyk. Okazało się, że w nitkowatych strukturach materia barionowa między nimi jest kilkakrotnie gęstsza, niż przeciętnie we Wszechświecie.