Как увидеть скрытую материю Вселенной?

Астрофизики считают, что около 40% обычного вещества, из которого состоят звезды, планеты и галактики, остается необнаруженным, скрытым в виде горячего газа в сложной космической сети.

Сегодня ученые из Institut d’Astrophysique Spatiale (CNRS / Université Paris-Saclay), возможно, впервые обнаружили эту скрытую материю с помощью инновационного статистического анализа данных 20-летней давности. Их результаты были опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.

Галактики распределены по Вселенной в виде сложной сети узлов, соединенных нитями, которые, в свою очередь, разделены пустотами. Это известно как космическая паутина. Считается, что волокна содержат почти всю обычную (так называемую барионную) материю Вселенной в виде диффузного горячего газа.

Однако сигнал, излучаемый этим диффузным газом, настолько слаб, что в действительности от 40 до 50% барионов остаются незамеченными.

Это пропавшие барионы, скрыты в нитевидной структуре космической паутины, которые ученые пытаются обнаружить. В новом исследовании, финансируемом проектом ERC ByoPiC, они представляют статистический анализ, который впервые показывает рентгеновское излучение горячих барионов в нитях.

Это обнаружение основано на суммированном рентгеновском сигнале в данных обзора ROSAT2 примерно от 15 000 крупномасштабных космических волокон, идентифицированных в обзоре галактик SDSS3.

Команда астрофизиков использовала пространственную корреляцию между положением волокон и связанным с ними рентгеновским излучением, чтобы предоставить доказательства присутствия горячего газа в космической паутине и впервые измерить его температуру.

Результаты подтверждают более ранний анализ, проведенный той же исследовательской группой, основанный на косвенном обнаружении горячего газа в космической паутине через его влияние на космический микроволновый фон. Это открывает путь для более подробных исследований с использованием данных более высокого качества для проверки эволюции газа в нитевидной структуре космической сети.

H. T Tanimura et al. First detection of stacked X-ray emission from cosmic web filaments, Astronomy & Astrophysics (2020). DOI: 10.1051/0004-6361/202038521