Astronomii au identificat materia „absentă” din Univers: importanța esențială a gazului invizibil și a găurilor negre
De zeci de ani, astronomii s-au confruntat cu o dilemă aparent simplă, dar extrem de complexă: unde se află întreaga materie obișnuită (barionică) ce ar fi trebuit să existe în Universul nostru, conform estimărilor teoretice derivate din Big Bang? În timp ce materia întunecată continuă să fie un mister, materia barionică – compusă din protoni, neutroni și electroni, care constituie galaxiile, stelele și chiar și pe noi – are bilanțuri neclare în cadrul universului observabil. Un nou studiu, publicat recent, ar putea aduce o soluție acestei probleme vechi.
Unde se află materia „absentă”?
Conform predicțiilor din cosmologia modernă, după Big Bang ar fi trebuit să se formeze o anumită cantitate totală de materie obișnuită în Univers. Cu toate acestea, atunci când cercetătorii au contabilizat toată materia măsurată – incluzând stele, planete, gaze interstelare și intergalactice – au constatat că peste 50% era absentă. Totuși, noua descoperire sugerează că această „materie absentă” nu este cu adevărat lipsă, ci doar a fost invizibilă pentru tehnologiile anterioare.
Aceasta se găsește sub formă de gaz de hidrogen ionizat, extrem de rarefiat și cald, care formează vaste „halouri” în jurul galaxiilor și crează rețele cosmice ce leagă galaxii îndepărtate. Acest sistem formează ceea ce astronomii numesc mediul intergalactic cald-fierbinte — WHIM (warm-hot intergalactic medium) — și ar putea conține o parte semnificativă din materia barionică dispărută.
Cum a fost identificat gazul invizibil?
Având în vedere că acest gaz este prea slab pentru a fi observat prin metodele tradiționale, cercetătorii au fost obligați să recurgă la metode indirecte. Echipa internațională de cercetare a analizat date de la peste 7 milioane de galaxii aflate la o distanță de până la 8 miliarde de ani-lumină și a investigat interacțiunea acestui gaz ionizat cu radiația cosmică de fond (CMB – Cosmic Microwave Background).
Această radiație, rămășița Big Bang-ului, este ușor perturbată atunci când interacționează cu electronii din gazul difuz. Fenomenul se numește efectul cinematic Sunyaev-Zel’dovich și oferă o „umbră” fină a gazului ocult.
Aceste măsurători au fost efectuate cu ajutorul Telescopului pentru Cosmologie Atacama (ACT) din Chile, specializat în studiul radiației de fond, și cu sprijinul informațiilor furnizate de Instrumentul Spectroscopic pentru Energia Întunecată (DESI) din Arizona, care generează hărți 3D ale cosmosului.
Găurile negre – mai active decât s-a crezut?
Un rezultat neașteptat al cercetării este corelația dintre acest gaz și găurile negre supermasive aflate în centrul galaxiilor. Conform noilor date, aceste găuri negre ar fi de fapt mult mai active decât se credea anterior. Ele ar putea expulza gaze cu o intensitate și până la distanțe de cinci ori mai mari decât estimările anterioare — un fenomen denumit „feedback”.
Această expulzare energetică de gaz creează „halouri” extinse și ar putea explica modul în care o proporție semnificativă a gazului ionizat ajunge în afara galaxiilor. De asemenea, studiul sugerează că găurile negre pot trece prin cicluri repetate de activare și dezactivare, nu doar în etapele inițiale de formare a galaxiilor.
Feedback-ul galactic: impact asupra formării stelelor
Procesele de feedback — adică modul în care galaxiile își influențează mediul prin fluxuri de energie și materie provenite din nucleele galactice sau din supernove — sunt esențiale pentru modelarea procesului de formare a stelelor. Dacă gazul este expulzat și se reînto…
