Universets manglende materie er funnet, og den flyter mellom stjernene.
Forskere som studerer universets gamle historie, vet hvor mye vanlig materie - materie som utgjør baryoner, en klasse av subatomære partikler som inkluderer protoner og nøytroner - universet som ble opprettet under Big Bang. Og forskere som studerer det moderne universet vet hvor mye vanlig, baryonisk stoff mennesker kan se med teleskoper.
Men inntil nylig stemte ikke disse tallene opp: En hel tredjedel av universets originale baryoniske sak manglet. Nå, takket være en smart observasjon som involverer et utrolig lyst svart hull, sier et internasjonalt team av forskere at de har funnet det.
De savnede baryonene, skrev forskerne i en studie publisert i dag (21. juni) i tidsskriftet Nature, har gjemt seg som tynne, varme skyer med oksygengass som svevde mellom stjernene. Gassen er sterkt ionisert, noe som betyr at de fleste elektronene mangler, og den har en sterk positiv ladning.
"Vi fant de savnede baryonene," sa Michael Shull, en astronom ved University of Colorado, Boulder og en medforfatter på papiret, i en uttalelse.
Signalet om oksygenet var for sterkt og konsistent til å komme fra tilfeldige svingninger i kvasarens lys, skrev forskerne. Astronomene utelukket også muligheten for at en svak galakse forårsaker oksygenens skygge.
Siden minst 2011 har forskere mistenkt at de savnede baryonene kan gjemme seg i dette materialet, kalt det varme varme intergalaktiske mediet (WHIM), men WHIM er vanskelig å observere direkte. For å få øye på gassen som gjemte seg der, måtte de komme med et lurt triks.
Langt fra Jorden er det sorte hull som suger opp enorme mengder materie. Den saken lyser veldig lyst, og teleskoper på denne planeten kan få øye på den. Forskere kaller disse slags sorte hullkvasarer - og de er de lyseste gjenstandene i universet. Det betyr at lys fra kvasarer har "et høyt signal / støyforhold", skrev forskerne i papiret, og betyr i dette tilfellet at det er lett å se om noe skjuver det.
Å rette et teleskop mot en kvasar forteller ikke bare astronomene om selve gjenstanden, men avslører også noe om hva som flyter mellom kvasaren og teleskopet. I dette tilfellet var at noe var en glødetråd fra WHIM.
Ved nøye observasjon av hvordan WHIM tilslørte og forandret lys som kom ut fra kvasaren når det kom seg inn i linsene til to teleskoper, klarte forskerne å finne ut hva WHIM var laget av. Svaret, viste det seg, var oksygen, oppvarmet til nesten 1,8 millioner grader Fahrenheit (1 million grader Celsius).
Disse manglende baryonene er ikke det samme som mørk materie, som forskere mener eksisterer, takket være dens gravitasjonspåvirkning på andre stjerner. Den saken antas å eksistere i form av partikler som er mer eksotiske enn enkle baryoner.
I en uttalelse sa forskerne at de var i stand til å ekstrapolere fra den observerte WHIM hvor mye baryonisk stoff i form av oksygen som flyter andre steder i universet som WHIM. For å bekrefte og avgrense observasjonene deres, sa de, planlegger de å rette teleskopene mot andre kvasarer og observere WHIM som skjuler dem.
