Studerende astronom finder manglende galaktisk stof

Astronomer har for første gang brugt fjerne galakser som 'scintillerende stifter' til at lokalisere og identificere et stykke af Mælkevejens manglende stof.

I årtier, videnskabsmænd har været forundret over, hvorfor de ikke kunne redegøre for alt stof i universet som forudsagt af teori. Mens det meste af universets masse menes at være mystisk mørkt stof og mørk energi, 5 procent er "normalt stof", der udgør stjerner, planeter, asteroider, jordnøddesmør og sommerfugle. Dette er kendt som baryonisk stof.

Imidlertid, direkte måling har kun tegnet sig for omkring halvdelen af ​​det forventede baryoniske stof.

Yuanming Wang, en ph.d.-kandidat ved School of Physics ved University of Sydney, har udviklet en genial metode til at hjælpe med at opspore det manglende stof. Hun har brugt sin teknik til at lokalisere en hidtil uopdaget strøm af kold gas i Mælkevejen omkring 10 lysår fra Jorden. Skyen er omkring en billion kilometer lang og 10 milliarder kilometer bred, men vejer kun omkring vores månes masse.

Resultaterne, offentliggjort i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society , tilbyde en lovende måde for videnskabsmænd at spore Mælkevejens manglende stof.

"Vi formoder, at meget af det 'manglende' baryoniske stof er i form af kolde gasskyer enten i galakser eller mellem galakser, " sagde fru Wang, der forfølger sin ph.d. ved Sydney Institute for Astronomy.

"Denne gas er uopdagelig ved hjælp af konventionelle metoder, da den ikke selv udsender synligt lys og bare er for kold til at kunne detekteres via radioastronomi, " hun sagde.

Det, astronomerne gjorde, var at kigge efter radiokilder i den fjerne baggrund for at se, hvordan de 'glimtede'.

"Vi fandt fem blinkende radiokilder på en gigantisk linje på himlen. Vores analyse viser, at deres lys må have passeret gennem den samme kolde gasklump, " sagde fru Wang.

Ligesom synligt lys forvrænges, når det passerer gennem vores atmosfære for at give stjerner deres glimt, når radiobølger passerer gennem stof, det påvirker også deres lysstyrke. Det var denne 'scintillation', fru Wang og hendes kolleger opdagede.

Dr. Artem Tuntsov, en medforfatter fra Manly Astrophysics, sagde:"Vi er ikke helt sikre på, hvad den mærkelige sky er, men en mulighed er, at det kunne være en brint-'snesky', der er forstyrret af en nærliggende stjerne til at danne en lang, en tynd gasklump."

Brint fryser ved omkring minus 260 grader, og teoretikere har foreslået, at noget af universets manglende baryoniske stof kunne være indespærret i disse brint 'sneskyer'. De er næsten umulige at opdage direkte.

"Imidlertid, vi har nu udviklet en metode til at identificere sådanne klumper af 'usynlig' kold gas ved hjælp af baggrundsgalakser som stifter, " sagde fru Wang.

Wangs vejleder, Professor Tara Murphy, sagde:"Dette er et strålende resultat for en ung astronom. Vi håber, at metoderne, som Yuanming lancerede, vil give os mulighed for at opdage mere manglende stof."

Dataene til at finde gasskyen blev taget ved hjælp af CSIRO's Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) radioteleskop i det vestlige Australien.

Dr. Keith Bannister, Principal Research Engineer hos CSIRO, sagde:"Det er ASKAPs brede synsfelt, at se titusindvis af galakser i en enkelt observation, der gjorde det muligt for os at måle formen på gasskyen."

Professor Murphy sagde:"Dette er første gang, at flere 'scintillatorer' er blevet opdaget bag den samme sky af kold gas. I de næste par år, vi burde være i stand til at bruge lignende metoder med ASKAP til at detektere et stort antal af sådanne gasstrukturer i vores galakse."

Wangs opdagelse tilføjer en voksende række værktøjer til astronomer i deres jagt på universets manglende baryoniske stof. Dette inkluderer en metode offentliggjort sidste år af afdøde Jean-Pierre Macquart fra Curtin University, som brugte CSIROs ASKAP-teleskop til at estimere en del af stof i det intergalaktiske medium ved hjælp af hurtige radioudbrud som 'kosmiske vejestationer'.