Pada 1960-an, para astronom mulai memperhatikan bahwa Semesta tampaknya hilang beberapa massa. Di antara pengamatan kosmos dan Teori Relativitas Umum yang sedang berlangsung, mereka memutuskan bahwa banyak massa di Semesta harus tidak terlihat. Tetapi bahkan setelah dimasukkannya "materi gelap" ini, para astronom masih bisa menjelaskan sekitar dua pertiga dari semua materi yang terlihat (alias. Baryonik).
Ini memunculkan apa yang oleh para ahli astrofisika dijuluki "masalah baryon yang hilang". Tetapi pada akhirnya, para ilmuwan telah menemukan apa yang mungkin merupakan materi normal terakhir yang hilang di Semesta. Menurut penelitian terbaru oleh tim ilmuwan internasional, materi yang hilang ini terdiri dari filamen gas oksigen terionisasi tinggi yang terletak di ruang antar galaksi.
Penelitian yang berjudul "Pengamatan terhadap baryon yang hilang di media intergalaksi hangat-panas", baru-baru ini muncul dalam jurnal ilmiah Alam. Studi ini dipimpin oleh Fabrizio Nicastro, seorang peneliti dari Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) di Roma, dan termasuk anggota dari Institut Penelitian Ruang Angkasa SRON Belanda, Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian (CFA), Instituto de Astronomia Universidad Nacional Autonoma de Mexico, Instituto Nacional de Astrofísica, yptica y Electrónica, Instituto de Astrofísica de La Plata (IALP-UNLP) dan beberapa universitas.
Demi penelitian mereka, tim berkonsultasi data dari serangkaian instrumen untuk memeriksa ruang dekat quasar yang disebut 1ES 1553. Kuasar adalah galaksi yang sangat besar dengan Active Galactic Nuclei (AGN) yang memancarkan energi dalam jumlah yang sangat besar. Energi ini adalah hasil dari gas dan debu yang disalurkan ke lubang hitam supermasif (SMBH) di pusat galaksi mereka, yang menghasilkan lubang hitam yang memancarkan radiasi dan pancaran partikel super panas.
Di masa lalu, para peneliti percaya bahwa dari materi normal di Semesta, sekitar 10% terikat di galaksi sementara 60% ada di awan gas yang menyebar yang mengisi ruang luas antara galaksi. Namun, ini masih menyisakan 30% dari materi normal yang tidak terhitung. Penelitian ini, yang merupakan puncak dari pencarian selama 20 tahun, berusaha untuk menentukan apakah baryon terakhir juga dapat ditemukan di ruang intergalaksi.
Teori ini disarankan oleh Charles Danforth, seorang rekan peneliti di CU Boulder dan rekan penulis dalam penelitian ini, dalam makalah 2012 yang muncul di The Astrophysical Journal - berjudul "Sensus Baryon dalam Media Intergalaksi Multiphase: 30% Baryon Mungkin Masih Hilang". Di dalamnya, Danforth menyarankan bahwa baryon yang hilang kemungkinan ditemukan di media intergalaksi panas-panas (WHIM), pola mirip-web di ruang yang ada di antara galaksi.
Seperti yang ditunjukkan Michael Shull - seorang profesor Ilmu Astrofisika dan Planetary di University of Colorado Boulder dan salah satu rekan penulis studi ini, medan liar ini tampak seperti tempat yang tepat untuk melihat. “Di sinilah alam menjadi sangat menyimpang. ," dia berkata. "Media intergalaksi ini mengandung filamen gas pada suhu dari beberapa ribu derajat hingga beberapa juta derajat."
Untuk menguji teori ini, tim menggunakan data dari Cosmic Origins Spectrograph (COS) pada Hubble Space Telescope untuk memeriksa WHIM di dekat quasar 1ES 1553. Mereka kemudian menggunakan Misi Multi-Cermin X-ray Badan Antariksa Eropa (ESA) XMM-Newton) untuk melihat lebih dekat tanda-tanda baryon, yang muncul dalam bentuk jet gas oksigen yang sangat terionisasi yang dipanaskan hingga suhu sekitar 1 juta ° C (1,8 juta ° F).
Pertama, para peneliti menggunakan COS pada Hubble Space Telescope untuk mendapatkan gambaran tentang di mana mereka mungkin menemukan baryon yang hilang di WHIM. Selanjutnya, mereka menggunakan baryon menggunakan satelit XMM-Newton. Pada kepadatan yang mereka catat, tim menyimpulkan bahwa ketika diekstrapolasi ke seluruh Semesta, gas oksigen super-terionisasi ini dapat mencapai 30% dari materi biasa.
Seperti ditunjukkan oleh Prof. Shull, hasil ini tidak hanya memecahkan misteri baryon yang hilang tetapi juga dapat menjelaskan bagaimana Semesta dimulai. "Ini adalah salah satu pilar utama pengujian teori Big Bang: mencari tahu sensus baryon hidrogen dan helium dan segala sesuatu yang lain dalam tabel periodik," katanya.
Ke depan, Shull mengindikasikan bahwa para peneliti berharap untuk mengkonfirmasi temuan mereka dengan mempelajari quasar yang lebih cerah. Shull dan Danforth juga akan mengeksplorasi bagaimana gas oksigen sampai ke daerah-daerah ruang intergalaksi ini, meskipun mereka menduga bahwa itu ditiup di sana selama miliaran tahun dari galaksi dan quasar. Sementara itu, bagaimana "masalah yang hilang" menjadi bagian dari WHIM tetap menjadi pertanyaan terbuka. Seperti yang ditanyakan Danforth:
"Bagaimana itu bisa didapat dari bintang-bintang dan galaksi-bintang di sini menuju ruang intergalaksi ?. Ada semacam ekologi yang terjadi di antara kedua wilayah, dan detailnya kurang dipahami. "
Dengan asumsi hasil ini benar, para ilmuwan sekarang dapat bergerak maju dengan model-model kosmologi di mana semua "materi normal" diperhitungkan, yang akan menempatkan kita selangkah lebih dekat untuk memahami bagaimana Semesta terbentuk dan berevolusi. Sekarang jika kita bisa menemukan materi gelap yang sulit dipahami dan energi gelap, kita akan memiliki gambaran lengkap tentang Semesta! Ah, satu misteri sekaligus ...
