Το Παρατηρητήριο Ακτίνων Χ Chandra της NASA ανακάλυψε δύο τεράστια διαγαλαξιακά σύννεφα διάχυτου καυτού αερίου. Αυτά τα σύννεφα είναι η καλύτερη απόδειξη ότι ένας τεράστιος κοσμικός ιστός θερμού αερίου περιέχει την πολυπόθητη ουσία που λείπει - περίπου τα μισά από τα άτομα και τα ιόντα στο Σύμπαν.
Διάφορες μετρήσεις δίνουν μια καλή εκτίμηση της πυκνότητας μάζας των βαρυονίων - των νετρονίων και των πρωτονίων που αποτελούν τους πυρήνες των ατόμων και των ιόντων - στο Σύμπαν πριν από 10 δισεκατομμύρια χρόνια. Ωστόσο, κάποια στιγμή τα τελευταία 10 δισεκατομμύρια χρόνια, ένα μεγάλο κλάσμα των βαρυώνων, που συνήθως αναφέρεται ως «συνηθισμένη ύλη» για να τα διακρίνει από τη σκοτεινή ύλη και τη σκοτεινή ενέργεια, εξαφανίστηκε.
«Ένα απόθεμα όλων των βαρυώνων στα αστέρια και το αέριο μέσα και έξω από τους γαλαξίες αντιπροσωπεύει λίγο περισσότερο από τα μισά βαρυόνια που υπήρχαν λίγο μετά το Big Bang», εξήγησε ο Fabrizio Nicastro του Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics και επικεφαλής συγγραφέας μιας εργασίας στο τεύχος της Φύσης στις 3 Φεβρουαρίου 2005 που περιγράφει την πρόσφατη έρευνα. «Τώρα βρήκαμε την πιθανή κρυψώνα των χαμένων βαριονιών».
Ο Νίκαστρο και οι συνάδελφοί του δεν σκοντάφτηκαν απλώς στα χαμένα βαριόνια - πήγαν να τα ψάχνουν. Οι προσομοιώσεις υπολογιστών για το σχηματισμό γαλαξιών και συστάδων γαλαξιών έδειξαν ότι οι ελλείποντες βαρυώνες ενδέχεται να περιέχονται σε ένα εξαιρετικά διάχυτο σύστημα σύννεφων αερίων τύπου ιστού από το οποίο σχηματίστηκαν γαλαξίες και συστάδες γαλαξιών.
Αυτά τα σύννεφα αψηφούν την ανίχνευση λόγω του προβλεπόμενου εύρους θερμοκρασίας από μερικές εκατοντάδες χιλιάδες έως ένα εκατομμύριο βαθμούς Κελσίου και την εξαιρετικά χαμηλή πυκνότητά τους. Στοιχεία για αυτό το ζεστό διαγαλαξιακό ζήτημα (WHIM) είχαν εντοπιστεί γύρω από τον Γαλαξία μας ή στην Τοπική Ομάδα γαλαξιών, αλλά η έλλειψη οριστικών στοιχείων για το WHIM εκτός της άμεσης κοσμικής γειτονιάς μας έκανε εκτιμήσεις της παγκόσμιας μάζας πυκνότητας των βαρυονίων αναξιόπιστος.
Η ανακάλυψη πολύ πιο απομακρυσμένων σύννεφων ήρθε όταν η ομάδα εκμεταλλεύτηκε την ιστορική λάμψη ακτίνων Χ του γαλαξία Mkn 421 που μοιάζει με κβάζαρ που ξεκίνησε τον Οκτώβριο του 2002. Δύο παρατηρήσεις του Chandra για το Mkn 421 τον Οκτώβριο του 2002 και τον Ιούλιο του 2003, απέδωσαν εξαιρετική ποιοτικά φασματικά δεδομένα ακτίνων Χ. Αυτά τα δεδομένα έδειξαν ότι δύο ξεχωριστά σύννεφα θερμού αερίου σε αποστάσεις από τη Γη 150 εκατομμυρίων ετών φωτός και 370 εκατομμύρια έτη φωτός διηθήθηκαν ή απορροφούσαν ακτίνες Χ από το Mkn 421.
Τα δεδομένα ακτίνων Χ δείχνουν ότι υπάρχουν ιόντα άνθρακα, αζώτου, οξυγόνου και νέου και ότι οι θερμοκρασίες των νεφών είναι περίπου 1 εκατομμύριο βαθμοί Κελσίου. Ο συνδυασμός αυτών των δεδομένων με παρατηρήσεις σε μήκη κύματος υπεριώδους επέτρεψε στην ομάδα να εκτιμήσει το πάχος (περίπου 2 εκατομμύρια έτη φωτός) και την πυκνότητα μάζας των νεφών.
Υποθέτοντας ότι το μέγεθος και η κατανομή των νεφών είναι αντιπροσωπευτικά, ο Νίκαστρο και οι συνάδελφοί του θα μπορούσαν να κάνουν την πρώτη αξιόπιστη εκτίμηση της μέσης πυκνότητας μάζας των βαρυονίων σε τέτοια σύννεφα σε όλο το Σύμπαν. Διαπίστωσαν ότι είναι σύμφωνο με την πυκνότητα μάζας των χαμένων βαριονίων.
Το Mkn 421 παρατηρήθηκε τρεις φορές με το κιγκλιδωτό κιβώτιο μετάδοσης χαμηλής ενέργειας του Chandra (LETG), δύο φορές σε συνδυασμό με την κάμερα υψηλής ανάλυσης (Μάιος 2000 και Ιούλιος 2003) και μία φορά με το Advanced CCD Imaging Spectrometer (Οκτώβριος 2002). Η απόσταση από το Mkn 421 είναι 400 εκατομμύρια έτη φωτός.
Το Διαστημικό Κέντρο Πτήσης Marshall της NASA, Huntsville, Ala, διαχειρίζεται το πρόγραμμα Chandra για το Γραφείο Διαστημικής Επιστήμης της NASA στην Ουάσιγκτον. Η Northrop Grumman της Redondo Beach, Calif., Πρώην TRW, Inc., ήταν ο κύριος εργολάβος ανάπτυξης του παρατηρητηρίου. Το Smithsonian Astrophysical Observatory ελέγχει τη λειτουργία της επιστήμης και της πτήσης από το κέντρο ακτίνων Χ Chandra στο Cambridge, Mass.
Πρόσθετες πληροφορίες και εικόνες είναι διαθέσιμες στη διεύθυνση: http://chandra.harvard.edu και http://chandra.nasa.gov
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων Chandra
