Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Một nửa vật chất của vũ trụ bị ‘mất tích’, nhưng một nghiên cứu sinh tiến sĩ đã phát triển một phương pháp khéo léo để giúp tìm ra nó. Cô ấy đã thực hiện điều này bằng cách sử dụng các thiên hà xa xôi làm ‘chốt định vị’ để phát hiện một khối khí lạnh ‘vô hình’ khác chỉ cách Trái đất 10 năm ánh sáng.
Các nhà thiên văn học đã lần đầu tiên sử dụng các thiên hà xa xôi làm ‘chốt soi’ để xác định vị trí và xác định một phần vật chất còn thiếu của Dải Ngân hà.
Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học đã bối rối tại sao họ không thể giải thích tất cả các vật chất trong vũ trụ như dự đoán của lý thuyết. Trong khi phần lớn khối lượng của vũ trụ được cho là vật chất tối bí ẩn và năng lượng tối, 5% là ‘vật chất bình thường’ tạo nên các ngôi sao, hành tinh, tiểu hành tinh. Đây được gọi là vật chất baryonic.
Tuy nhiên, phép đo trực tiếp chỉ chiếm khoảng một nửa lượng baryonic dự kiến.
Yuanming Wang, một sinh viên tiến sĩ khoa Vật lý tại Đại học Sydney, đã phát triển một phương pháp khéo léo để giúp tìm kiếm vật chất bị mất tích. Cô đã áp dụng kỹ thuật của mình để xác định chính xác một dòng khí lạnh chưa được phát hiện cho đến nay trong Dải Ngân hà cách Trái đất khoảng 10 năm ánh sáng. Đám mây dài khoảng một nghìn tỷ km và rộng 10 tỷ km nhưng chỉ nặng bằng khối lượng Mặt trăng của chúng ta.
Kết quả được công bố trên Tạp chí Hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) đưa ra một phương pháp đầy hứa hẹn cho các nhà khoa học để tìm kiếm vật chất mất tích của Dải Ngân hà.
Bà Wang, người đang theo học tiến sĩ tại Viện Thiên văn học Sydney, cho biết: “Chúng tôi nghi ngờ rằng phần lớn vật chất baryonic ‘bị mất tích’ ở dạng các đám mây khí lạnh trong các thiên hà hoặc giữa các thiên hà”.
Bà nói: “Khí này không thể phát hiện được bằng các phương pháp thông thường, vì nó không phát ra ánh sáng nhìn thấy được và quá lạnh để phát hiện qua thiên văn vô tuyến.
Những gì các nhà thiên văn đã làm là tìm kiếm các nguồn vô tuyến ở vùng nền phía xa để xem chúng ‘lung linh như thế nào’.
Bà Wang cho biết: “Chúng tôi tìm thấy năm nguồn vô tuyến lấp lánh trên một đường thẳng khổng lồ trên bầu trời. Phân tích của chúng tôi cho thấy ánh sáng của chúng phải đi qua cùng một đám khí lạnh”.
Giống như ánh sáng nhìn thấy bị bóp méo khi đi qua bầu khí quyển của chúng ta để tạo cho các ngôi sao lấp lánh, khi sóng vô tuyến truyền qua vật chất, nó cũng ảnh hưởng đến độ sáng của chúng. Chính điều này đã giúp cô Wang và các đồng nghiệp của cô phát hiện ra.
Tiến sĩ Artem Tuntsov, đồng tác giả của Manly Astrophysics, cho biết: “Chúng tôi không rõ đám mây kỳ lạ là gì, nhưng một khả năng là nó có thể là một ‘đám mây tuyết’ hydro bị phá vỡ bởi một ngôi sao gần đó để tạo thành một đám mây dài , một cục khí loãng. “
Hydro đóng băng ở khoảng âm 260 độ và các nhà lý thuyết đã đề xuất rằng một số vật chất baryon bị thiếu trong vũ trụ có thể bị nhốt trong những ‘đám mây tuyết’ hydro này. Chúng hầu như không thể phát hiện trực tiếp.
Tuy nhiên, hiện nay các nhà khoa học đã phát triển một phương pháp để xác định các đám khí lạnh ‘vô hình’ như vậy bằng cách sử dụng các thiên hà nền làm đinh ghim.
Giáo sư Tara Murphy, người giám sát của bà Wang cho biết thêm: “Đây là một kết quả tuyệt vời đối với một nhà thiên văn học trẻ tuổi. Chúng tôi hy vọng các phương pháp do Yuanming đi trước sẽ cho phép chúng tôi phát hiện thêm nhiều vật chất còn thiếu.”
Dữ liệu để tìm ra đám mây khí đã được lấy bằng kính viễn vọng vô tuyến Máy đo mảng km vuông (ASKAP) của CSIRO tại Tây Úc.
Tiến sĩ Keith Bannister, Kỹ sư nghiên cứu chính tại CSIRO, cho biết: “Đó là trường nhìn rộng của ASKAP, có thể nhìn thấy hàng chục nghìn thiên hà trong một lần quan sát cho phép chúng tôi đo được hình dạng của đám mây khí.”
Đây là lần đầu tiên người ta phát hiện nhiều ‘máy soi chiếu’ phía sau cùng một đám mây khí lạnh. Trong vài năm tới, chúng ta có thể sử dụng các phương pháp tương tự với ASKAP để phát hiện một lượng lớn khí như vậy. cấu trúc trong thiên hà của chúng ta.
Khám phá của bà Wang đã bổ sung thêm một bộ công cụ ngày càng tăng cho các nhà thiên văn học trong việc tìm kiếm vật chất baryonic còn thiếu trong vũ trụ. Điều này bao gồm một phương pháp được xuất bản năm ngoái bởi Jean-Pierre Macquart quá cố từ Đại học Curtin, người đã sử dụng kính thiên văn ASKAP của CSIRO để ước tính một phần vật chất trong môi trường giữa các thiên hà bằng cách sử dụng các vụ nổ vô tuyến nhanh như là ‘trạm cân vũ trụ’.
Nghiên cứu của bà Wang và Giáo sư Murphy được thực hiện với sự cộng tác của CSIRO, Manly Astrophysics, Đại học Wisconsin-Milwaukee và Trung tâm Phát hiện Sóng hấp dẫn xuất sắc của ARC, OzGrav.
Nguồn truyện:
Tài liệu do Đại học Sydney cung cấp . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.
Tham khảo Tạp chí :