Astronomen die een krachtige quasar gebruiken om een enorme onzichtbare krul te bestuderen gevuld met oververhit gas, melden dat ze de "ontbrekende" zichtbare materie van het universum hebben gevonden.
Alle atomen in sterrenstelsels, sterren en planeten vormen ongeveer 5% van de massieve kosmische dichtheid. Ongeveer 70% wordt vertegenwoordigd door donkere energie - een mysterieuze afstotende kracht die ruimte dwingt om met toenemende snelheid uit te zetten. Het resterende kwart bestaat uit donkere materie - een onzichtbaar materiaal waarvan de aanwezigheid wordt gevoeld door de zwaartekracht op galactische schalen. Donkere materie verenigt sterrenstelsels met massieve krullen en vormt een kosmisch web dat dient als een onzichtbaar skelet voor het universum.
Wetenschappers hebben deze aandelen op twee manieren geschat. Vele jaren geleden berekenden ze hoeveel materie er zou zijn verschenen na de oerknal die het universum creëerde. Bestudeerde ook de overblijfselstraling - het oudste licht in de ruimte dat de hele hemel doordringt. Het was mogelijk om ongeveer dezelfde proporties normale materie, donkere materie en donkere energie te vinden.
Dit kleine stukje normale materie, dat we kunnen detecteren, wordt baryonisch genoemd. Het is het meest bekende aantal van drie posities: het zendt licht uit (de zon) of weerspiegelt het (de maan), waardoor het voorwerp zichtbaar wordt door telescopen. Maar het geheim bleef. Meer dan 20 jaar geleden werd opgemerkt dat als we al het sterrenlicht in sterrenstelsels toevoegen, we slechts 10% van deze 5% gewone materie krijgen. Waar zijn de baryons dan niet ingestort in sterren en melkwegstelsels? De onderzoekers concentreerden zich op dit probleem door al het hete diffuse gas toe te voegen in enorme halo's en zelfs grotere galactische clusters. Toen rees de vraag: "Kan een grote hoeveelheid ontbrekende materie blijven hangen in de draden van de donkere materie waaruit het kosmische web bestaat?".
Het probleem is dat de ontbrekende substantie hoofdzakelijk uit waterstof wordt gevormd (het eenvoudigste element en het meest voorkomende in de ruimte). Wanneer waterstofatomen geïoniseerd zijn, kunnen ze onzichtbaar worden voor optische golflengten, wat detectie moeilijk maakt. Als zich tussen de aarde en een bron van UV-licht een wolk van geïoniseerde waterstof bevindt, dan absorbeert waterstof bepaalde golflengten, waardoor een duidelijke chemische afdruk achterblijft.
Het gas wordt steeds heter (meer dan een miljoen graden), waarna de geïoniseerde waterstof stopt met het verlaten van een duidelijk signaal in het ultraviolet. Daarom moesten we ons ook richten op nog veel meer zeldzame zuurstofionen en op zoek gaan naar hun röntgenfoto's. Wetenschappers hebben de ESA XMM-Newton-ruimtetelescoop gebruikt om de quasar 1ES 1553 + 113 te bestuderen. Dit is een actief superzwaar zwart gat in het galactische centrum. Quasars absorberen materie en gloeien helder in vele golflengten (van radio tot röntgenstralen). Deze hemelbakens kunnen materiaal volgen dat de baan van de straal kruist. De onderzoekers bestudeerden de chemische afdruk van zuurstof in röntgenstraling van quasi-licht en de onderzoekers konden een enorme hoeveelheid extreem heet intergalactisch gas vinden. De analyse toonde aan dat het tot 40% van de baryonische materie in de ruimte kan maken. Dit kan voldoende zijn om de ontbrekende kwestie te verklaren. Er wordt aangenomen dat deze ionen begonnen in de sterrenharten die voortkwamen uit supernovae. Ze werden tijdens dergelijke explosies uit hun eigen melkwegstelsels gegooid. Misschien raakten ze juist door schokken oververhit. Atomen moeten contact met elkaar maken om energie uit te stralen. Maar individuele atomen in een ijle gas bevinden zich ver van elkaar, daarom konden ze elkaar niet aanraken en bleven gloeiend heet.
Er zijn alternatieve verklaringen. Een geïoniseerd gassignaal zou bijvoorbeeld uit een melkwegstelsel kunnen komen in plaats van uit een intergalactisch gas. Maar de resultaten kunnen wijzen op de plaatsen waar de ontbrekende baryons zich verbergen. Vervolgens moet je de andere quasars volgen.
