.
О проекте
Нас блокируют. Что делать?

Зарегистрироваться | Войти через:

Политзеки | Свобода слова | Акции протеста | Украина | Свидетели Иеговы
Читайте нас:
На основном сайте Граней: https://graniru.org/Society/Science/m.84018.html

статья "Чандра": Выявлено местонахождение потерянной материи

<a href=mailto:borisov@grani.ru class=anons12>Максим Борисов</a>, 04.02.2005
Реклама
.

Рентгеновский спектр от Mkn 421. Иллюстрация с сайта chandra.harvard.edu

С помощью "Чандры" (Chandra) - космической рентгеновской обсерватории NASA - удалось выявить местонахождение двух обширных облаков разреженного горячего межзвездного газа, которые могут быть связаны с некоторой частью таинственной скрытой материи. Компьютерное моделирование показывает, что эта невидимая материя должна формировать паутинообразную структуру из газовых облаков, внутри которых образуются скопления галактик. Эти облака до сих пор никто не мог обнаружить из-за их чрезвычайно низкой плотности. Астрономы использовали "Чандру" для того, чтобы провести наблюдения отдаленной галактики, испытывавшей локальное повышение активности. Из полученных данных следует, что рентгеновское излучение от этой галактики поглощалось двумя отдельными газовыми облаками, содержащими ионы углерода, азота, кислорода и неона.

Самые разные способы оценки дают примерно одно и то же значение для средней плотности барионов (нейтронов и протонов, которые составляют ядра атомов и ионов) во Вселенной, какой она была 10 миллиардов лет назад. Однако в какой-то момент в ходе последующих 10 миллиардов лет большая часть барионов (обычно обозначаемых как "нормальная" или "барионная" материя для того, чтобы отличить их от темной материи и темной энергии) пропала без вести. "Отсутствующая" материя составляет приблизительно половину атомов и ионов во Вселенной.

""Инвентаризация" всех барионов в звездах и газовых облаках внутри и снаружи галактик позволяет выявить лишь немногим более половины барионов, которые существовали вскоре после Большого взрыва, - объясняет Фабрицио Никастро (Fabrizio Nicastro) из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics - CfA), автор статьи, изданной 3 февраля 2005 г. в журнале Nature. - Теперь мы нашли то место, где вероятно таятся отсутствующие барионы".

Никастро и его коллеги вовсе не случайно "наткнулись" на ускользавшие от взглядов астрономов барионы - они их давно искали. Компьютерное моделирование процессов формирования галактик и скоплений галактик показывало, что отсутствующие барионы могли бы содержаться в чрезвычайно разреженной паутинообразной системе газовых облаков, на основе которой формировались галактики и скопления галактик.

Эти облака (согласно предсказаниям модели) чрезвычайно сложно обнаружить из-за слишком большого диапазона присущих им температур (от нескольких сотен тысяч до миллиона градусов Цельсия) и чрезвычайно низкой плотности. Свидетельством существования этой так называемой тепло-горячей межгалактической материи (warm-hot intergalactic matter - WHIM) служило обнаружение ее в окрестностях нашей Галактики и в нашей локальной группе галактик, однако отсутствие однозначных свидетельств существования WHIM за пределами наших ближайших космических окрестностей делало любые оценки массовой плотности барионов во всей Вселенной чрезвычайно ненадежными.

Открытие долгожданных внегалактических облаков произошло тогда, когда группа ученых решила использовать в своих интересах историческое повышение активности в рентгеновском и гамма-диапазоне квазароподобной галактики Mkn 421 (источник Markarian 421, его также именуют "гамма-блазаром"), начало которого пришлось на октябрь 2002 года. "Чандра" дважды провела наблюдения Mkn 421 в октябре 2002 г. и в июле 2003 г., в результате чего были получены рентгеновские спектры превосходного качества, которые позволили выявить два отдельных облака горячего газа на расстояниях в 150 и 370 миллионов световых лет от Земли, что отфильтровывали и поглощали рентгеновское излучение от Mkn 421.

Рентгеновские данные позволили также выявить присутствие ионов углерода, азота, кислорода и неона (это означает, что в данном случае мы имеем дело не с "первородной" материей, а с уже загрязненной продуктами деятельности сверхновых звезд) и определить температуру облаков - она составила приблизительно 1 миллион градусов Цельсия. А после объединения этих данных с наблюдениями в ультрафиолетовом диапазоне появилась возможность оценить и протяженность (приблизительно 2 миллиона световых лет) и плотность облаков.

Предполагая, что размеры и распределение подобных облаков являются типичными для всего космоса, Никастро и его коллеги смогли получить первую объективную оценку средней массовой плотности барионов в таких облаках во всей Вселенной. Выяснилось, что это вполне совместимо с массовой плотностью "отсутствующих" барионов.

Согласно современным теориям, Вселенная состоит приблизительно из 4 процентов нормального вещества - протонов, нейтронов и электронов. Протоны и нейтроны относятся к "тяжелым" частицам - барионам. Это нормальное, так называемое барионное вещество образует звезды, планеты и все остальное, что является видимым. С нормальным веществом сосуществует невидимая разновидность материи, названная темным веществом. Это дает еще примерно 23 процента Вселенной. И этот компонент, как считается, сыграл очень важную роль в образовании первых галактик. Оставшаяся часть космического массово-энергетического "бюджета" (73 процента) приходится на еще более экзотическую вещь, названную темной энергией (dark energy), которая, по всей видимости, на больших расстояниях действует как своего рода антигравитация, противодействуя гравитации остальной части вещества. Эта сила ответственна за ускоряющийся темп продолжающегося расширения Вселенной. В данном исследовании речь идет только о "нормальном" веществе из барионов. Но астрономы поняли в последние годы, что это барионное разнообразие является своего рода тенью для полностью скрытого темного вещества.

Источник:
Lost and Found: X-ray Telescope Locates Missing Matter - Chandra Press Room

<a href=mailto:borisov@grani.ru class=anons12>Максим Борисов</a>, 04.02.2005


новость Новости по теме
Фото и Видео

Реклама
Выбор читателей