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宇宙のミッシングパーツ、欠けていた「バリオン物質(重粒子)」の存在がついに立証される(米研究)
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 暗黒エネルギーと暗黒物質の発見に気をとられるあまり、きちんと定義されている粒子のほとんども、いまだ欠けているパーツのごとく行方不明になっているという事実を我々は忘れがちだ。


 だが今、それが銀河同士をつなぐ宇宙の繊細な網の目に隠されているという史上初の確かな証拠が得られた。


 2つの独立した天文学者チームが、それぞれ似たようなアプローチで銀河の間にあるバリオン物質なるものの存在を立証したのだ。

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失われていた粒子、バリオン



 バリオン物質(重粒子)は、陽子・中性子・電子といった高校の物理の教科書に掲載されている基本的粒子で概ね構成されている。


 これは宇宙の総量のおよそ4.6パーセントのみを占めると考えられている。残りは暗黒物質と暗黒エネルギーだ。



 星々や輝くガス雲が放つ光を調べ、現在までに明かされてきた宇宙の大きさと密度に基づきその質量を掛け合わせれば、それらの中のバリオン物質の量を大体のところは把握できる。


 しかし把握した量を足し合わせてみても、ビッグバン以降に放たれた放射線で融合しているはずの量に届かないのだ。宇宙の希薄な部分においては、一見すると実に90パーセントものバリオン物質が足りないほどだ。


 行方不明の物質は、銀河を取り巻く塵とガスの拡散ハローとして存在する可能性もあるが、それでもなお大量のバリオン物質が在処が分からないまま残される。


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image credit:nasa ESA


スニヤエフ・ゼルドビッチ効果に着目して測定



 困ったことに、バリオン物質が光や影を何らかの形で広めていない場合、それを発見することはできない。


 しかし最近の発見によって宇宙に暗黒物質の広大な網の目が広がっていることが確認され、普通に視認できるはずのバリオン物質は銀河と銀河を結ぶフィラメントに蓄積されているのではないかと疑われるようになってきた。


 だがきちんとした証拠がなければ、疑いは疑いのままだ。


 それは星の光を遮るほど密度が高くなく、何らかのサインを示すほど熱くもないと考えられたため、ほとんどの測定技法では発見が困難であった。


 そこで着目されたのが、スニヤエフ・ゼルドビッチ効果という、ビッグバンの輝きの名残である陽子が、銀河団を取り巻くガスの電子を通過する際に拡散して、わずかに高いエネルギーが生じる現象だ。


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 両チームともにスローン・デジタル・スカイサーベイの銀河のペアのデータを用い、相対的な位置を基に、そこにある微かなパターンを補強。


 こうしてカナダ・ブリティッシュコロンビア大学のチームはフィラメントの密度が周辺の空間のバリオン平均密度の3倍近くあることを発見。またイギリス・エディンバラ大学のチームはそれを6倍と計測した。


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 この差異はフィラメントを異なる距離で観測した場合に予測されるものであり、これを考慮に入れれば両チームの結果は一致するものと考えられる。


 今後、より大規模な調査によって、宇宙の網の目に蓄積している可視物質の正確な量についてさらなるデータが集められることは間違いない。独立した2つの研究チームの結果が一致したのだから、今の時点でもかなり確かな証拠である。宇宙と銀河の進化のモデルはさらに発展することだろう。


via:arxiv / arxiv / newscientist / futurismなど

☆難しすぎるわい!

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