Toni Tuominen kaitseb doktoritööd „Missing baryons and the large-scale structure of the universe“

10. märtsil kell 13 kaitseb Toni Tuominen galaktikate füüsika ja kosmoloogia erialal doktoritööd „Missing baryons and the large-scale structure of the universe“ („Puuduvad barüonid ja Universumi suuremastaabiline struktuur“).

Juhendaja:
kaasprofessor Jukka Nevalainen, Tartu Ülikool

Oponent:
emeriitprofessor Mauri Valtonen, Turu Ülikool (Soome)

Kokkuvõte
Teadaolevalt on Universumis tavalist ainet (st barüone) umbes viis protsenti Universumi kogutihedusest. Ülejäänu on salapärane tumeaine ja tumeenergia. Kuid üllataval kombel on meie lähiuniversumis ligikaudu pooled barüonidest jäänud senini vaatlustes tabamata. Seda erinevust oodatava ja reaalselt vaadeldud barüonide osakaalu vahel nimetatakse puuduvate barüonide probleemiks. Kuna puuduvate barüonide tekitatav vaatluslik signaal jääb allapoole meie instrumentide tundlikkuse läve, siis tundub vastuolu põhjus peituvat vaatlustes. Seetõttu kasutasime antud töös puuduolevate barüonide jaotuse ja termodünaamiliste omaduste teoreetiliseks uurimiseks kosmoloogilist numbrilist simulatsiooni EAGLE.

Varasemates teoreetilistes uuringutes on leitud, et puuduvad barüonid asuvad kosmilistes filamentides kuumas galaktikatevahelises gaasis. Me jätkasime seda tööd, kasutades filamentide võrgustiku leidmiseks erinevaid algoritme, näiteks Bisous meetodit. Seejärel kirjeldasime sel viisil filamentidest leitud kuuma galaktikavahelist gaasi. Arvestades, et galaktikad ja galaktikatevaheline gaas eksisteerivad üheskoos nendes samades suuremastaabilise struktuuri elementides, uurisime lisaks ka simulatsioonides genereeritud galaktikate heleduste jaotust. See võimaldas meil saada optimaalse filamentide valimi, kus puuduvate barüonide tihedused olid suurimad. Ehk sisuliselt, parimad kohad praegu veel vaatluslikult leidmata tavalise aine otsimiseks on filamentide südamikud, mis asuvad suurte galaktikate heledustiheduse piirkondades.

Töös uurisime ka võimalust kasutada puuduvate barüonide leidmiseks kõrgelt ioniseeritud hapnikku OVII. Kuna OVII on vaadeldav röntgenlainepikkustel, on seda iooni võimalik kasutada kuuma galaktikavahelise gaasi leidmiseks. Kahjuks ei olnud meie EAGLE simulatsiooni uuringu tulemuste põhjal filamentides piisavas koguses OVII ioone, et leida puuduvaid barüone. Sellegipoolest on meie kosmiliste filamentide puuduvate barüonide ja OVII jaotuse kohta tehtud töös saadud tulemustest abi tulevaste röntgenvaatluste planeerimisel.

Kaitsmine toimub ka Zoomis aadressil https://ut-ee.zoom.us/j/99557567769?pwd=cy9wWUZjUWdpVXY4QjAvdzJxMGc0QT09 (kohtumise ID: 995 5756 7769, pääsukood: 679441).