Obserwatorium rentgenowskie Chandra NASA odkryło dwie ogromne międzygalaktyczne chmury rozproszonego gorącego gazu. Chmury te są najlepszym dowodem na to, że ogromna kosmiczna sieć gorącego gazu zawiera długo poszukiwaną brakującą materię - około połowy atomów i jonów we Wszechświecie.
Różne pomiary dają dobre oszacowanie gęstości masy barionów - neutronów i protonów, które tworzą jądra atomów i jonów - we Wszechświecie 10 miliardów lat temu. Jednak w ciągu ostatnich 10 miliardów lat zaginęła duża część barionów, powszechnie nazywana „zwykłą materią” w celu odróżnienia ich od ciemnej materii i ciemnej energii.
„Wykaz wszystkich barionów w gwiazdach i gazach wewnątrz i na zewnątrz galaktyk stanowi nieco ponad połowę barionów, które istniały krótko po Wielkim Wybuchu” - wyjaśnił Fabrizio Nicastro z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i główny autor artykułu w numerze Nature z 3 lutego 2005 r. opisującym ostatnie badania. „Teraz znaleźliśmy prawdopodobne miejsce ukrycia brakujących barionów”.
Nicastro i koledzy nie tylko natknęli się na brakujące bariony - poszli ich szukać. Symulacje komputerowe powstawania galaktyk i gromad galaktyk wykazały, że brakujące bariony mogą znajdować się w niezwykle rozproszonym sieciowym systemie chmur gazowych, z którego powstały galaktyki i gromady galaktyk.
Chmury te wykrywały detekcję ze względu na przewidywany zakres temperatur od kilkuset tysięcy do miliona stopni Celsjusza i ich wyjątkowo niską gęstość. Dowody na to, że ta gorąca, gorąca materia międzygalaktyczna (WHIM) została wykryta wokół naszej Galaktyki lub w Lokalnej Grupie galaktyk, ale brak ostatecznych dowodów na to, że WHIM znajduje się poza naszym bezpośrednim kosmicznym sąsiedztwem, czynił jakiekolwiek oszacowania uniwersalnej gęstości masy barionów niewiarygodne.
Odkrycie znacznie bardziej odległych chmur nastąpiło, gdy zespół wykorzystał historyczne rozjaśnienie promieni X za pomocą kwazarowej galaktyki Mkn 421, które rozpoczęło się w październiku 2002 r. Dwie obserwacje Chkn 421 w październiku 2002 r. I lipcu 2003 r. Przyniosły doskonałe wyniki jakościowe widma rentgenowskie. Dane te wykazały, że dwie oddzielne chmury gorącego gazu w odległości 150 milionów lat świetlnych i 370 milionów lat świetlnych od Ziemi odfiltrowują lub pochłaniają promieniowanie rentgenowskie z Mkn 421.
Dane rentgenowskie pokazują, że jony węgla, azotu, tlenu i neonu są obecne, a temperatura chmur wynosi około 1 miliona stopni Celsjusza. Połączenie tych danych z obserwacjami przy długościach fal ultrafioletowych pozwoliło zespołowi oszacować grubość (około 2 milionów lat świetlnych) i gęstość masy chmur.
Zakładając, że rozmiar i rozkład chmur są reprezentatywne, Nicastro i współpracownicy mogliby dokonać pierwszego wiarygodnego oszacowania średniej gęstości masy barionów w takich chmurach we Wszechświecie. Stwierdzili, że jest to zgodne z gęstością masy brakujących barionów.
Mkn 421 obserwowano trzykrotnie za pomocą kraty transmisyjnej o niskiej energii (LETG) Chandry, dwukrotnie w połączeniu z kamerą wysokiej rozdzielczości (maj 2000 i lipiec 2003) i raz za pomocą zaawansowanego spektrometru obrazującego CCD (październik 2002). Odległość do Mkn 421 wynosi 400 milionów lat świetlnych.
NASA Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala., Zarządza programem Chandra dla NASA Office of Space Science, Waszyngton. Northrop Grumman z Redondo Beach, Kalifornia, dawniej TRW, Inc., był głównym wykonawcą obserwatorium. Smithsonian Astrophysical Observatory kontroluje naukę i operacje lotnicze z Centrum Rentgenowskiego Chandra w Cambridge, Massachusetts.
Dodatkowe informacje i zdjęcia są dostępne na stronie: http://chandra.harvard.edu i http://chandra.nasa.gov
Oryginalne źródło: Chandra News Release
