Forskare spenderade tiotals år på att leta efter ungefär en tredjedel av universums "normala" materia. Nya data från Chandra X-ray Observatory kan slutligen ge ett välkommet svar.
Detaljerade recensioner, analyser och beräkningar gjorde det möjligt för forskarna att förstå hur mycket normalt ämne (väte, helium och andra element) existerade direkt från Big Bang. I intervallet från de första minuterna till ett miljarder år var det mesta av det normala ämnet i kosmiskt damm, gas och föremål (stjärnor och planeter).
Det är bara ett problem. Om vi lägger upp massan av all normal materia i det moderna rummet, faller den tredje delen någonstans (den skiljer sig från den inte mindre mystiska mörka materien).
En teori tyder på att den saknade massan är grupperad i stora delar av varm (mindre än 100 000 K) och het (mer än 100 000 K) gas i det intergalaktiska utrymmet. Dessa filament kallas "varm-hett intergalaktiskt medium" (WHIM). De visas inte i optiska undersökningar, men en del av den varma gasen är synlig i ultraviolett ljus. Med hjälp av ny teknik lyckades vi hitta övertygande bevis på existensen av WHIM. Astronomer använde Chandra observatoriet för att hitta och studera trådarna av varm gas som ligger längs vägen till kvasaren (en ljus röntgenkälla) som matar ett snabbt växande supermassivt svart hål. Quasar avlägsnades med 3,5 miljarder ljusår från oss.
Om den heta gaskomponenten i WHIM är bunden till dessa strängar, absorberas några av röntgenstrålarna i kvasar av denna heta gas. Därför har forskare försökt hitta signaturen för en het gas som skrivs ut i en röntgenljus av en kvasar.
Ljusväg
Men problemet är att WHIM-absorptionssignalen är svag jämfört med den totala röntgenstrålningen i en kvasar. På grund av det är det svårt att skilja de svaga WHIM-egenskaperna från slumpmässiga fluktuationer när man söker efter hela röntgenspektrumet vid olika våglängder.
Men laget lyckades lösa problemet genom att bara fokusera på vissa delar av röntgenspektrum, vilket minskade sannolikheten för falska positiva effekter. Först identifierade de galaxerna nära synfältet till kvasaren, som ligger på samma avstånd från jorden som områdena varm gas. Således lyckades vi hitta 17 möjliga trådar mellan kvasaren och vår planet och bestämde deras avstånd. Universumsexpansionen sträcker sig ljuset när det rör sig, så all röntgenabsorption i dessa filament kommer att flyttas till en mer röd våglängd. Att begränsa sökningen visade sig vara oerhört användbar, men jag fick också kämpa med röntgenabsorptionens svaghet.
Metoden gjorde det möjligt att detektera syre med egenskaper som antyder vid sin närvaro i en gas med en temperatur på en miljon Kelvin. Extrapolering av dessa data bidrog till att beräkna den totala mängden saknad sak. I framtiden planerar de att tillämpa tekniken på andra kvasar för att bekräfta teorin om WHIM.
