Gli scienziati hanno trascorso decine di anni alla ricerca di circa un terzo della materia "normale" dell'Universo. Nuovi dati dall'Osservatorio a raggi X Chandra possono finalmente fornire una risposta gradita.
Revisioni dettagliate, analisi e calcoli hanno permesso ai ricercatori di capire quanta materia normale (idrogeno, elio e altri elementi) esisteva fin dal Big Bang. Nell'intervallo tra i primi minuti e un miliardo di anni, la maggior parte della materia normale era in polvere cosmica, gas e oggetti (stelle e pianeti).
Questo è solo un problema. Se sommiamo la massa di tutta la materia normale nello spazio moderno, allora la terza parte cade da qualche parte (si differenzia dalla materia oscura non meno misteriosa).
Una teoria suggerisce che la massa mancante sia raggruppata in filamenti su larga scala di gas caldo (meno di 100.000 K) e caldo (più di 100.000 K) nello spazio intergalattico. Questi filamenti sono chiamati "mezzo intergalattico caldo-caldo" (WHIM). Non sono mostrati nelle indagini ottiche, ma parte del gas caldo è visibile alla luce ultravioletta. Con l'aiuto della nuova tecnologia, siamo riusciti a trovare prove convincenti dell'esistenza di WHIM. Gli astronomi hanno utilizzato l'Osservatorio Chandra per trovare e studiare i fili di gas caldo situati lungo il percorso verso il quasar (una fonte luminosa a raggi X) che alimenta un buco nero supermassiccio in rapida espansione. Quasar rimosso da 3,5 miliardi di anni luce da noi.
Se il componente di gas caldo del WHIM è legato a questi trefoli, alcuni dei raggi X del quasar saranno assorbiti da questo gas caldo. Pertanto, gli scienziati hanno cercato di trovare la firma di un gas caldo stampato in una luce a raggi X di un quasar.
Percorso luminoso
Ma il problema è che il segnale di assorbimento WHIM è debole rispetto alla radiazione totale dei raggi X di un quasar. Per questo motivo, quando si cerca l'intero spettro dei raggi X a diverse lunghezze d'onda, è difficile distinguere le deboli caratteristiche del WHIM dalle fluttuazioni casuali.
Ma il team è riuscito a risolvere il problema concentrandosi solo su alcune parti dello spettro dei raggi X, riducendo la probabilità di falsi positivi. In primo luogo, hanno identificato le galassie vicino alla linea di vista al quasar, situate alla stessa distanza dalla Terra come le regioni calde del gas. Così, siamo riusciti a trovare 17 possibili discussioni tra il quasar e il nostro pianeta, stabilendo le loro distanze. L'espansione dell'universo allunga la luce mentre viaggia, quindi qualsiasi assorbimento di raggi X in questi filamenti sarà spostato su una lunghezza d'onda più rossa. Restringere la ricerca si è rivelata incredibilmente utile, ma ho anche dovuto lottare con la debolezza dell'assorbimento dei raggi X.
Il metodo ha reso possibile rilevare l'ossigeno con caratteristiche che suggeriscono la sua presenza in un gas con una temperatura di un milione di Kelvin. Estrapolando questi dati è stato possibile tenere conto della quantità totale di materiale mancante. In futuro, progettano di applicare la tecnica ad altri quasar per confermare la teoria su WHIM.
