Các nhà nghiên cứu ở Đại học Colorado Boulder (CU Boulder) đã góp phần tìm ra nơi cư ngụ cuối cùng của vật chất thông thường còn ẩn giấu trong vũ trụ.
Vật chất thông thường, hay còn gọi là vật chất baryon, là thứ tạo nên mọi thực thể vật lý, từ các ngôi sao cho tới lõi của các lỗ đen. Nhưng cho tới nay, các nhà vật lý thiên văn mới chỉ định vị được khoảng hai phần ba lượng vật chất mà các nhà lý thuyết dự đoán rằng đã ra đời từ Big Bang.
Trong nghiên cứu mới, một nhóm khoa học quốc tế đã xác định được một phần ba còn thiếu, ở không gian giữa các thiên hà. Theo Michael Shull ở khoa Vật lý thiên văn và Khoa học hành tinh (APS) thuộc CU Boulder, đồng thời là đồng tác giả của nghiên cứu, thì phần vật chất trước đây chưa được tìm thấy này tồn tại dưới dạng những sợi chứa khí oxy ở nhiệt độ khoảng 1 triệu độ C.
Phát hiện này là một bước tiến lớn của vật lý thiên văn. "Đây là một trong những cột trụ trọng yếu để kiểm tra thuyết Big Bang: tìm ra lượng hydro, heli và mọi nguyên tố khác trong bảng tuần hoàn hóa học," Shull cho biết.
Nghiên cứu mới đã được đăng trên tạp chí Nature. Đứng đầu nghiên cứu này là Fabrizio Nicastro ở Viện vật lý thiên văn quốc gia Italia (INAF) - Đài quan sát thiên văn Roma và Trung tâm vật lý thiên văn Havard-Smithsonian.
Các nhà nghiên cứu có thể chắc chắn về nơi mà họ có thể tìm thấy hầu hết vật chất thông thường (khác với vật chất tối) trong vũ trụ. Khoảng 10% lượng vật chất này nằm trong các thiên hà, khoảng gần 60% nữa nằm trong những đám mây khí khuếch tán trong không gian liên thiên hà.
Vào năm 2012, Shull và các đồng nghiệp của ông đã dự đoán rằng 30% thiếu hụt của vật chất baryon có dạng mạng lưới trong không gian, gọi là môi trường ấm-nóng lên thiên hà (WHIM). Một nhà nghiên cứu khác ở APS là Charles Danforth đã đóng góp cho những phát hiện đó và là đồng tác giả của nghiên cứu mới này.
Để tìm kiếm những nguyên tử thiếu hụt trong không gian giữa các thiên hà, nhóm nghiên cứu quốc tế hướng mục tiêu vào loạt các vệ tinh của quasar 1ES 1553 - một lỗ đen ở trung tâm của một thiên hà đang tiêu thụ và đẩy ra một lượng khó lớn.
"Về cơ bản, nó thực sự là một ngọn hải đăng sáng rực trong không gian," Shull nói.
Các nhà khoa học có thể thu được rất nhiều thông tin bằng cách ghi nhận cách mà bức xạ từ quasar truyền qua không gian, giống như việc một thủy thủ quan sát một ngọn hải đăng trong sương mù.
Đầu tiên, các nhà nghiên cứu sử dụng máy quang phổ của kính thiên văn không gian Hubble để xác định ý tưởng về nơi mà họ có thể tìm thấy vật chất baryon bị thiếu. Tiếp đó, họ tìm thấy chúng nhờ sử dụng vệ tinh XMM-Newton của ESA.
Nhóm nghiên cứu đã tìm thấy những dấu hiệu của một loại khí oxy bị on hóa cao nằm giữa quasar được quan sát và Hệ Mặt Trời của chúng ta - và ở mật độ đủ lớn, khi ngoại suy cho toàn bộ vũ trụ thì nó khớp với 30% vật chất baryon còn thiếu.
"Chúng tôi đã tìm thấy những baryon còn thiếu," Shull nói.
Shull nghi vấn rằng các thiên hà và quasar ném khí này vào không gian trong suốt hàng tỷ năm qua. Ông bổ sung rằng các nhà nghiên cứu sẽ cần xác nhận phát hiện của họ bằng cách cho các vệ tinh hướng quan sát tới nhiều quasar sáng hơn.
Vũ Quang
Theo Space Daily
