Astronomowie używający potężnego kwazara do badania ogromnego niewidzialnego loka wypełnionego raportem przegrzanego gazu, że mogli znaleźć „brakującą” materię widzialną we Wszechświecie.
Wszystkie atomy w galaktykach, gwiazdach i planetach stanowią około 5% masowej gęstości kosmicznej. Około 70% jest reprezentowane przez ciemną energię - tajemniczą odpychającą siłę, która zmusza przestrzeń do rozszerzania się ze wzrastającą prędkością. Pozostała ćwiartka składa się z ciemnej materii - niewidzialnego materiału, którego obecność jest odczuwalna dzięki wpływowi grawitacyjnemu na skale galaktyczne. Ciemna materia jednoczy galaktyki z masywnymi lokami, tworząc kosmiczną sieć, która służy jako niewidzialny szkielet dla Wszechświata.
Naukowcy oszacowali te proporcje dwoma metodami. Wiele lat temu obliczyli, ile materii pojawiłoby się po Wielkim Wybuchu, który stworzył Wszechświat. Zbadano również promieniowanie reliktowe - najbardziej starożytne światło w przestrzeni, penetrujące całe niebo. Możliwe było znalezienie w przybliżeniu takich samych proporcji normalnej materii, ciemnej materii i ciemnej energii.
Ten mały kawałek normalnej materii, który możemy wykryć, nazywany jest barionowym. Jest to najbardziej znana liczba trzech pozycji: emituje światło (Słońce) lub odbija je (Księżyc), czyniąc obiekt widocznym przez teleskopy. Ale tajemnica pozostała. Ponad 20 lat temu zauważono, że jeśli dodamy całe światło gwiazd w galaktykach, otrzymamy tylko 10% z tych 5% zwykłej materii. Więc gdzie są bariony, nie zapadnięte w gwiazdy i galaktyki? Naukowcy skupili się na tym zagadnieniu, dodając cały gorący rozproszony gaz w ogromnych aureolach i jeszcze większych galaktycznych skupiskach. Następnie pojawiło się pytanie: „Czy duża ilość brakującej materii może pozostać w niciach ciemnej materii, które tworzą kosmiczną sieć?”.
Problem polega na tym, że brakująca substancja zostanie utworzona głównie z wodoru (najprostszy element i najczęściej występujący w przestrzeni). Gdy atomy wodoru są zjonizowane, mogą stać się niewidoczne dla długości fali optycznej, co utrudnia wykrywanie. Jeśli chmura zjonizowanego wodoru znajduje się między Ziemią a źródłem światła UV, to wodór pochłonie pewne długości fal, pozostawiając wyraźny odcisk chemiczny.
Gaz staje się coraz gorętszy (ponad milion stopni), po czym zjonizowany wodór przestaje pozostawiać wyraźny sygnał w ultrafiolecie. Dlatego też musieliśmy dążyć do znacznie rzadszych jonów tlenu i szukać ich zdjęć rentgenowskich. Naukowcy wykorzystali teleskop kosmiczny ESA XMM-Newton do badania kwazara 1ES 1553 + 113. Jest to aktywna supermasywna czarna dziura w centrum galaktyki. Kwazary pochłaniają materię i świecą jasno w wielu długościach fal (od radia do promieni rentgenowskich). Te radiolatarnie nieba są w stanie śledzić materiał przecinający ścieżkę wiązki. Badając chemiczny odcisk tlenu w promieniach rentgenowskich z quasi światła, naukowcy byli w stanie znaleźć ogromną ilość niezwykle gorącego gazu międzygalaktycznego. Analiza wykazała, że może ona stanowić do 40% materii barionowej w przestrzeni. To może wystarczyć do wyjaśnienia brakującej materii. Uważa się, że te jony zaczęły się w gwiezdnych sercach, które wyłoniły się z supernowych. Podczas takich eksplozji zostali wyrzuceni ze swoich rodzimych galaktyk. Być może przegrzały się właśnie z powodu wstrząsów. Atomy muszą być w kontakcie ze sobą, aby promieniować energią. Ale poszczególne atomy w rozrzedzonym gazie znajdują się daleko od siebie, dlatego nie mogły się dotknąć i pozostały rozgrzane do czerwoności.
Istnieją alternatywne wyjaśnienia. Na przykład sygnał zjonizowanego gazu może pochodzić z galaktyki, a nie z gazu międzygalaktycznego. Jednak wyniki są w stanie wskazać miejsca, w których ukrywają się brakujące bariony. Następnie musisz podążać za innymi kwazarami.
