Chandra X-ray Observatory van NASA heeft twee enorme intergalactische wolken van diffuus heet gas ontdekt. Deze wolken zijn tot nu toe het beste bewijs dat een enorm kosmisch web van heet gas de lang gezochte ontbrekende materie bevat - ongeveer de helft van de atomen en ionen in het heelal.
Verschillende metingen geven een goede schatting van de massadichtheid van de baryonen - de neutronen en protonen die de atoom- en atoomkernen vormen - in het heelal 10 miljard jaar geleden. Ergens in de afgelopen 10 miljard jaar is echter een groot deel van de baryons, gewoonlijk "gewone materie" genoemd om ze te onderscheiden van donkere materie en donkere energie, verdwenen.
"Een inventaris van alle baryons in sterren en gas binnen en buiten sterrenstelsels is goed voor iets meer dan de helft van de baryons die kort na de oerknal bestonden", legt Fabrizio Nicastro van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics uit, en hoofdauteur van een paper in het nummer van 3 februari 2005 van Nature dat het recente onderzoek beschrijft. 'Nu hebben we de vermoedelijke schuilplaats van de vermiste baryons gevonden.'
Nicastro en collega's stuitten niet alleen op de vermiste baryons - ze gingen er naar op zoek. Computersimulaties van de vorming van sterrenstelsels en clusters van melkwegstelsels gaven aan dat de ontbrekende baryons zich zouden kunnen bevinden in een extreem diffuus webachtig systeem van gaswolken waaruit sterrenstelsels en clusters van sterrenstelsels zijn ontstaan.
Deze wolken hebben de detectie getrotseerd vanwege hun voorspelde temperatuurbereik van een paar honderdduizend tot een miljoen graden Celsius en hun extreem lage dichtheid. Bewijs voor deze warmgloeiende intergalactische materie (WHIM) was gedetecteerd rond onze Melkweg of in de Lokale Groep van sterrenstelsels, maar het gebrek aan definitief bewijs voor WHIM buiten onze directe kosmische buurt maakte schattingen van de universele massadichtheid van baryons onbetrouwbaar.
De ontdekking van veel verder weg gelegen wolken kwam toen het team profiteerde van de historische röntgenstraling van het quasar-achtige sterrenstelsel Mkn 421 dat in oktober 2002 begon. Twee Chandra-waarnemingen van Mkn 421 in oktober 2002 en juli 2003 leverden uitstekende kwaliteit X-ray spectrale gegevens. Deze gegevens toonden aan dat twee afzonderlijke wolken heet gas op afstanden van de aarde van 150 miljoen lichtjaren en 370 miljoen lichtjaren werden uitgefilterd of röntgenstralen van Mkn 421 absorbeerden.
Uit de röntgengegevens blijkt dat er ionen van koolstof, stikstof, zuurstof en neon aanwezig zijn en dat de temperatuur van de wolken ongeveer 1 miljoen graden Celsius is. Door deze gegevens te combineren met waarnemingen bij ultraviolette golflengten, kon het team de dikte (ongeveer 2 miljoen lichtjaar) en de massadichtheid van de wolken schatten.
Aannemende dat de grootte en de verdeling van de wolken representatief zijn, zouden Nicastro en collega's de eerste betrouwbare schatting kunnen maken van de gemiddelde massadichtheid van baryons in dergelijke wolken door het hele heelal. Ze ontdekten dat het consistent is met de massadichtheid van de ontbrekende baryons.
Mkn 421 werd driemaal waargenomen met Chandra's Low-Energy Transmission Grating (LETG), tweemaal in combinatie met de hoge-resolutiecamera (mei 2000 en juli 2003) en eenmaal met de Advanced CCD Imaging Spectrometer (oktober 2002). De afstand tot Mkn 421 bedraagt 400 miljoen lichtjaar.
NASA's Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala., Beheert het Chandra-programma voor NASA's Office of Space Science, Washington. Northrop Grumman van Redondo Beach, Californië, voorheen TRW, Inc., was de belangrijkste aannemer voor de ontwikkeling van het observatorium. Het Smithsonian Astrophysical Observatory bestuurt de wetenschap en vluchtoperaties vanuit het Chandra X-ray Center in Cambridge, Massachusetts.
Aanvullende informatie en afbeeldingen zijn beschikbaar op: http://chandra.harvard.edu en http://chandra.nasa.gov
Oorspronkelijke bron: Chandra News Release
