Международная группа исследователей обнаружила недостающие 50 процентов видимого вещества во Вселенной. Оказалось, что материя плотно упакована между галактиками и галактическими скоплениями. Препринт исследования опубликован в репозитории arXiv.org.
Согласно космологической модели Lambda-Cold Dark Matter (ΛCDM), Вселенная более чем на 95 процентов заполнена темной материей и темной энергией. Обычная (барионная) материя, состоящая из протонов и нейтронов, составляет лишь 4,6 процента. Однако наблюдения показывают, что в звездах, межзвездной среде и горячем газе галактических скоплений (кластеров) содержится лишь 50 процентов теоретического количества барионной материи.
Материя во Вселенной образует трехмерную сеть, узлы которой сформированы под воздействием сил гравитации. Эти узлы, состоящие из галактик или крупных галактических скоплений и темного вещества, связаны нитевидными структурами. Результаты гидродинамического моделирования показали, что именно между галактиками и кластерами должна находиться недостающая часть обычной материи. Ее называют тепло-горячей межгалактической средой (WHIM). Однако ее трудно обнаружить из-за очень низкой плотности.
Исследователи проанализировали данные, полученные орбитальной обсерваторией Planck, предназначенной для изучения космического микроволнового фона (реликтового излучения или CMB), оставшегося после того, как Вселенная стала прозрачной для теплового излучения. Ученые искали изменения в фоне, вызванные прохождением CMB-фотонов через тепло-горячую межгалактическую среду, которая могла бы располагаться между яркими красными галактиками (Luminous Red Galaxies). Такое явление называется эффектом Сюняева — Зельдовича.
Всего было изучено 260 тысяч галактик. Оказалось, что в нитевидных структурах между ними барионная материя в несколько раз плотнее, чем в среднем во Вселенной.