Selama beberapa dekade, model kosmologis utama yang digunakan oleh para ilmuwan didasarkan pada teori bahwa selain materi baryonic - alias. Materi “normal” atau “bercahaya”, yang bisa kita lihat - Semesta juga mengandung sejumlah besar massa tak terlihat. "Materi Gelap" ini menyumbang sekitar 26,8% dari massa Semesta, sedangkan materi normal hanya menyumbang 4,9%.
Sementara pencarian untuk Dark Matter sedang berlangsung dan bukti langsung belum ditemukan, para ilmuwan juga telah menyadari bahwa sekitar 90% dari materi normal Semesta masih tetap tidak terdeteksi. Menurut dua penelitian baru yang baru-baru ini diterbitkan, banyak dari masalah normal ini - yang terdiri dari filamen-filamen panas, gas difus yang menghubungkan galaksi bersama-sama - mungkin akhirnya telah ditemukan.
Studi pertama, berjudul "Pencarian untuk Filamen Gas Hangat / Panas Antara Pasangan dari Galaksi Merah Bercahaya SDSS", muncul di Pemberitahuan Bulanan dari Royal Astronomic Society. Penelitian ini dipimpin oleh Hideki Tanimura, kandidat PhD pada saat itu di University of British Columbia, dan termasuk peneliti dari Institut Kanada untuk Penelitian Lanjutan (CIFAR), Liverpool John Moores University dan University of KwaZulu-Natal.
Studi kedua, yang baru-baru ini muncul online, berjudul "Hilang Baryons di Web Kosmik Terungkap oleh Sunyaev-Zel’dovich Effect". Tim ini terdiri dari para peneliti dari Universitas Edinburgh dan dipimpin Anna de Graaff, seorang mahasiswa sarjana dari Institute for Astronomy di Edinburgh's Observatory Royal. Bekerja secara independen satu sama lain, kedua tim ini mengatasi masalah materi yang hilang di Semesta.
Berdasarkan simulasi kosmologis, teori yang dominan adalah bahwa materi normal yang sebelumnya tidak terdeteksi dari Semesta terdiri dari untaian materi baryonik - yaitu proton, neutron, dan elektron - yang melayang di antara galaksi. Daerah-daerah ini adalah apa yang dikenal sebagai "Web Kosmik", di mana gas kepadatan rendah ada pada suhu 105 hingga 107 K (-168 t0 -166 ° C; -270 hingga 266 ° F).
Demi studi mereka, kedua tim berkonsultasi data dari Planck Collaboration, sebuah usaha yang dikelola oleh Badan Antariksa Eropa yang mencakup semua orang yang berkontribusi pada Planck misi (ESA). Ini disajikan pada tahun 2015, di mana ia digunakan untuk membuat peta termal Semesta dengan mengukur pengaruh efek Sunyaev-Zeldovich (SZ).
Efek ini mengacu pada distorsi spektral di Latar Belakang Gelombang Mikro Kosmik, di mana foton tersebar oleh gas terionisasi dalam galaksi dan struktur yang lebih besar. Selama misinya untuk mempelajari kosmos, the Planck satelit mengukur distorsi spektral foton CMB dengan sensitivitas tinggi, dan sejak itu peta termal yang dihasilkan telah digunakan untuk memetakan struktur skala besar Alam Semesta.
Namun, filamen antar galaksi tampak terlalu samar untuk diteliti para ilmuwan pada saat itu. Untuk mengatasinya, kedua tim berkonsultasi data dari katalog galaksi CMASS Utara dan Selatan, yang dihasilkan dari rilis data ke-12 Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Dari kumpulan data ini, mereka kemudian memilih pasangan galaksi dan fokus pada ruang di antara mereka.
Mereka kemudian menumpuk data termal yang diperoleh oleh Planck untuk area-area ini di atas satu sama lain untuk memperkuat sinyal yang disebabkan oleh efek SZ antara galaksi. Seperti yang dikatakan Dr. Hideki kepada Space Magazine melalui email:
“Survei galaksi SDSS memberikan bentuk struktur skala besar Alam Semesta. Pengamatan Planck memberikan peta tekanan gas semua langit dengan sensitivitas yang lebih baik. Kami menggabungkan data ini untuk menyelidiki gas padat rendah di web kosmik. "
Sementara Tanimura dan timnya menumpuk data dari 260.000 pasangan galaksi, de Graaff dan timnya menumpuk data dari lebih dari satu juta. Pada akhirnya, kedua tim menghasilkan bukti kuat filamen gas, meskipun ukurannya agak berbeda. Sedangkan tim Tanimura menemukan bahwa kerapatan filamen ini sekitar tiga kali kerapatan rata-rata di kekosongan sekitarnya, de Graaf dan timnya menemukan bahwa kerapatan enam kali lipat rata-rata.
"Kami mendeteksi gas padat rendah di web kosmik secara statistik dengan metode penumpukan," kata Hideki. “Tim lain menggunakan metode yang hampir sama. Hasil kami sangat mirip. Perbedaan utama adalah bahwa kita menyelidiki Semesta di dekatnya, di sisi lain, mereka menyelidiki Semesta yang relatif lebih jauh. ”
Aspek khusus ini sangat menarik, karena mengisyaratkan bahwa seiring waktu, materi baryonic di Cosmic Web menjadi kurang padat. Di antara dua hasil ini, penelitian menyumbang antara 15 dan 30% dari total konten baryonic dari Semesta. Meskipun itu berarti bahwa sejumlah besar materi baryonik Universe masih tetap dapat ditemukan, tetap saja ini merupakan penemuan yang mengesankan.
Seperti yang dijelaskan Hideki, hasil mereka tidak hanya mendukung model kosmologis Semesta (model CDM Lambda) saat ini tetapi juga melampaui itu:
“Detail di alam semesta kita masih merupakan misteri. Hasil kami menjelaskan dan mengungkapkan gambaran yang lebih tepat dari Semesta. Ketika orang pergi ke lautan dan mulai membuat peta dunia kita, itu tidak digunakan untuk sebagian besar orang saat itu, tetapi kita menggunakan peta dunia sekarang untuk bepergian ke luar negeri. Dengan cara yang sama, peta seluruh alam semesta mungkin tidak berharga sekarang karena kita tidak memiliki teknologi untuk pergi jauh ke luar angkasa. Namun, itu bisa berharga 500 tahun kemudian. Kita berada pada tahap pertama membuat peta seluruh Semesta. ”
Ini juga membuka peluang untuk studi di masa depan Web Comsic, yang tidak diragukan lagi akan mendapat manfaat dari penyebaran instrumen generasi berikutnya seperti Teleskop James Webb, Teleskop Kosmologi Atacama dan Eksperimen Pencitraan Q / U (QUIET). Dengan sedikit keberuntungan, mereka akan dapat menemukan sisa materi yang hilang. Kemudian, mungkin kita akhirnya bisa memusatkan perhatian pada semua massa yang tidak terlihat!
