Lietuviški naujienų portalai dar apie tai nepaskelbė, tačiau Universe Today šiandien praneša, jog Australijoje atlikto tyrimo metu aptikta dingusia laikyta Visatos dalis. Kas tai per dalis, kur ji buvo dingusi ir kaip atrasta – trumpai pristatysiu.

Šito blogo skaitytojams turbūt jau ne paslaptis, jog didžiąją dalį Visatos sudaro kažkas, ko pamatyti negalime. Tai – tamsioji energija ir tamsioji materija. Paprasta materija, iš kurios susideda žvaigždės, planetos ir t.t., sudaro vos 4% Visatos masės-energijos. Bet net ir šie 4 procentai sukelia daugybę klausimų ir kartais netgi problemų. Štai pavyzdžiui galima būtų paklausti, kaip kito matomos materijos tankis, Visatai plečiantis. Teorija teigia, jog jei kažkokios Visatos dalies tūris dėl plėtimosi padidėja dvigubai, tai vidutinis materijos tankis tame tūryje turi dvigubai sumažėti (jei padarome prielaidą, kad materija iš to tūrio nepabėga ir į jį neatskrenda; jei nagrinėjamas tūris pakankamai didelis, prielaida yra teisinga). Visatos plėtimosi greitį, taigi ir tam tikro jos elemento dydį įvairiais laiko tarpais, galime nustatyti keletu būdų: stebėdami artimas ir tolimas supernovas, matuodami galaktikų spiečių augimą, tikrindami kosminės foninės spinduliuotės netolygumų pasiskirstymą ir taip toliau. Materijos kiekį tam tikrame tūryje nustatome tiesiog skaičiuodami, kiek kokių masyvių objektų – galaktikų ir jų spiečių – randame.

Šitaip išmatuojama materijos tankio priklausomybė nuo Visatos amžiaus. Ir kai tai buvo padaryta, paaiškėjo, jog dabartinis regimos materijos tankis yra kone dvigubai mažesnis, nei turėtų būti, palyginus su tankiu prieš keletą milijardų metų. Toks įspūdis, kad kažkur prapuolė pusė Visatos materijos. Ir tai ne kokia nematoma tamsioji materija, bet normalūs paprasti atomai ir elektronai! Tai, žinoma, reiškė, jog kažkur yra problema: arba klaidinga teorija apie Visatos evoliuciją, arba neteisingai išmatuotas Visatos plėtimosi greitis, arba kažkokiu būdu sugebėjome pražiopsoti labai daug materijos kosminėje „panosėje“, t.y. artimoje aplinkoje.

Iš šių trijų galimų paaiškinimų įtikinamiausias pasirodė besąs trečiasis. Pirmasis, t.y. kosmologinės teorijos teisingumo klausimas, atpuola dėl to, kad turima teorija labai gerai paaiškina daugelį kitų reiškinių – pvz. kosminės struktūros formavimąsi, foninės spinduliuotės egzistavimą, regimąjį Visatos plėtimąsi ir t.t. Taip pat neįtikima ir tai, kad būtų taip smarkiai klaidingai išmatuotas Visatos plėtimosi greitis; visgi tai daroma ne vienu nepriklausomu būdu, ir jų visų rezultatai duoda labai panašius rezultatus. Taigi teko bandyti išsiaiškinti, kokią materiją įmanoma pražiopsoti aplink save, t.y. netgi mūsų Galaktikoje.

Yra dvi galimybės, kokią medžiagą sąlyginai lengva „pamesti“. Pirmoji – labai šalti besitraukiantys dujų debesys. Tokių debesų Galaktikoje yra daug, ir jie spinduliuoja molekulinius, pavyzdžiui anglies monoksido arba amoniako, dujų spektrus. Vandenilio linijų jie beveik neskleidžia, nes pastarasis yra pernelyg šaltas. Tačiau gali būti, jog tų debesų pakraščiai yra visiškai tamsūs – vandenilis ten jau per šaltas, kad spinduliuotų užfiksuojamo stiprumo bangas, o molekulės dar nesusiformavusios. Prieš keletą metų Prancūzijoje vykdomų tyrimų metu aptikta gama spinduliuotė, sklindanti iš būtent tokių debesų pakraščių. Manoma, jog gama spinduliai sukuriami, kai labai didelės energijos dalelės, lekiančios iš juodosios skylės aktyvumo zonos ar išsviestos supernovos sprogimo bangos, pataiko į tokį debesį. Sąlyginai didelis dalelių tankis nulemia, jog didelės energijos kosminiai spinduliai atsitrenkia į vandenilio atomus ar molekules ir praranda energiją, išspinduliuodami gama fotonus. Įvertinus šios spinduliuotės stiprumą pavyko nustatyti, jog daugelis molekulinių debesų iš tikro yra dvigubai didesni, nei atrodė anksčiau.

Problema išspresta? Tikrai ne. Šaltos dujos ankstesniais skaičiavimais sudarė mažiau nei 10 procentų dabartinių galaktikų „normalios“ materijos masės, taigi net ir padvigubinus šį skaičių, vis dar lieka didžiulis kiekis trūkstamos materijos. Kai kurie mokslininkai teigia, jog šaltų debesų iš tikro yra dar gerokai daugiau, nei jau dvigubai padidinta masė. Tie debesys turėtų skrajoti galaktikų pakraščiuose ir taip galbūt netgi paaiškinti galaktikų sukimosi anomalijas, kurios paprastai priskiriamos tamsiosios materijos poveikiui.

Visgi tamsiąją materiją kol kas palikime ramybėje – stebėjimai rodo, kad jos dideli kiekiai turėtų būti ir senovės Visatoje. Geriau pažvelkime į kitą galimybę, kur yra „pasislėpusi“ trūkstama materija. Kosmologiniai struktūros formavimosi modeliai rodo, jog ir tamsioji, ir paprasta materija turėtų ne tik susitraukti į daugmaž apvalius halus, kuriuose formuojasi galaktikos, bet pasiskirstyti ir tarp tų halų nusidriekusiuose „siūluose“. Tokiuose siūluose esanti paprasta materija galėtų būti labai reta ir labai karšta. Retumas jai neleistų atvėsti, o karštos dujos negalėtų trauktis ir formuoti žvaigždžių. Toks retų dujų rūkas, vadinamas „šilta-karšta tarpgalaktine terpe“ (angl. „warm-hot intergalactic medium“ arba WHIM) galėtų būti ypatingai sunkiai aptinkamas, nes ir spinduliuotų labai silpnai.

Būtent tokias dujas ir bandė aptikti australų tyrimų grupė. Teoriškai nustatyta karštų dujų spinduliuotė turėtų sklisti daugiausia rentgeno spindulių ruože, taigi būtent šiems spinduliams jautriais teleskopais mokslininkai ir žvelgė į dangų. Ir, išanalizavę tris mėnesius trukusių stebėjimų duomenis, atrado tai, ko ir tikėjosi. Tarp galaktikų tikrai egzistuoja karštų retų dujų siūlai. Tiesa, kol kas dar nežinia, ar tų siūlų masė tikrai pakankamai didelė, kad paaiškintų materijos trūkumą, bet besitęsiantis tyrimas turėtų atsakyti ir į šį klausimą.

Skaitant visą šitą aiškinimą, gali kilti paprastas klausimas – o tai kodėl stebėdami labai senus Visatos vaizdus randame visą materiją? Atsakymas slypi galaktikų evoliucijoje. Dauguma galaktikų pirmus ~10 milijardų Visatos gyvavimo metų labai aktyviai formavo žvaigždes. Dujos galaktikose buvo arba molekulinės, arba įkaitintos jaunų žvaigždžių, taigi jas buvo lengva aptikti. Vėliau, sulėtėjus žvaigždėdarai ir sumažėjus galaktikų susiliejimų skaičiui, dalis karštų dujų išskriejo į tarpgalaktinę erdvę ir ten pasiliko, užpildydamos tamsiosios materijos siūlus. Kitos dujos vis dar traukėsi į žvaigždes formuosiančius debesis, bet tą ėmė daryti gerokai lėčiau, taip suformuodamos ir tarpinius tamsius regionus. Atsirado dvi terpės, kuriose esančios dujos pasidarė praktiškai nematomos. Iki dabar.

Va ir antrosios astronaujienos. Jų bus ir daugiau.