Το Παρατηρητήριο ακτίνων Χ Chandra της NASA ανακάλυψε δύο τεράστια διαγαλαξιακά σύννεφα διάχυτου θερμού αερίου. Αυτά τα σύννεφα είναι η καλύτερη απόδειξη ακόμη ότι ένας τεράστιος κοσμικός ιστός από θερμό αέριο περιέχει την ύλη που αναζητείται από καιρό - 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 κατά τη διάρκεια των τελευταίων 10 δισεκατομμυρίων ετών, ένα μεγάλο μέρος των βαρυονίων, που συνήθως αναφέρονται ως «συνηθισμένη ύλη» για να τα διακρίνει από τη σκοτεινή ύλη και τη σκοτεινή ενέργεια, έχει εξαφανιστεί.
«Ένας κατάλογος όλων των βαρυονίων στα αστέρια και το αέριο μέσα και έξω από τους γαλαξίες αντιπροσωπεύει λίγο περισσότερο από τα μισά βαρυόνια που υπήρχαν λίγο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη», εξήγησε ο Fabrizio Nicastro του Κέντρου Αστροφυσικής του Χάρβαρντ-Σμιθσόνιαν και επικεφαλής συγγραφέας μιας εργασίας. στο τεύχος 3 Φεβρουαρίου 2005 του Nature που περιγράφει την πρόσφατη έρευνα. «Τώρα βρήκαμε την πιθανή κρυψώνα των βαρυονίων που αγνοούνται».
Ο Νικάστρο και οι συνεργάτες του δεν έπεσαν απλώς πάνω στα βαρυόνια που έλειπαν - πήγαν να τα αναζητήσουν. Προσομοιώσεις σε υπολογιστή του σχηματισμού γαλαξιών και σμηνών γαλαξιών έδειξαν ότι τα βαρυόνια που λείπουν μπορεί να περιέχονται σε ένα εξαιρετικά διάχυτο σύστημα νεφών αερίων που μοιάζει με ιστό από το οποίο σχηματίστηκαν γαλαξίες και σμήνη γαλαξιών.
Αυτά τα σύννεφα έχουν αψηφήσει την ανίχνευση λόγω του προβλεπόμενου εύρους θερμοκρασίας από μερικές εκατοντάδες χιλιάδες έως ένα εκατομμύριο βαθμούς Κελσίου και της εξαιρετικά χαμηλής πυκνότητάς τους. Στοιχεία για αυτή τη θερμή διαγαλαξιακή ύλη (WHIM) είχαν εντοπιστεί γύρω από τον Γαλαξία μας ή στην Τοπική Ομάδα γαλαξιών, αλλά η έλλειψη οριστικών στοιχείων για το WHIM έξω από την άμεση κοσμική γειτονιά μας έκανε οποιεσδήποτε εκτιμήσεις για την παγκόσμια πυκνότητα μάζας των βαρυονίων αναξιόπιστος.
Η ανακάλυψη πολύ πιο μακρινών νεφών ήρθε όταν η ομάδα εκμεταλλεύτηκε την ιστορική λάμψη με ακτίνες Χ του γαλαξία Mkn 421 που μοιάζει με κβάζαρ που ξεκίνησε τον Οκτώβριο του 2002. Δύο παρατηρήσεις Chandra του Mkn 421 τον Οκτώβριο του 2002 και τον Ιούλιο του 2003, απέδωσαν εξαιρετικά 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 εκατομμυρίων ετών φωτός φιλτράρονταν ή απορροφούσαν ακτίνες Χ από το Mkn 421.
Τα δεδομένα ακτίνων Χ δείχνουν ότι υπάρχουν ιόντα άνθρακα, αζώτου, οξυγόνου και νέον και ότι οι θερμοκρασίες των νεφών είναι περίπου 1 εκατομμύριο βαθμοί Κελσίου. Ο συνδυασμός αυτών των δεδομένων με παρατηρήσεις στα υπεριώδη μήκη κύματος επέτρεψε στην ομάδα να υπολογίσει 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 Nicastro και οι συνεργάτες του θα μπορούσαν να κάνουν την πρώτη αξιόπιστη εκτίμηση της μέσης πυκνότητας μάζας των βαρυονίων σε τέτοια σύννεφα σε όλο το Σύμπαν. Βρήκαν ότι είναι σύμφωνο με την πυκνότητα μάζας των βαρυονίων που λείπουν.
Το Mkn 421 παρατηρήθηκε τρεις φορές με το πλέγμα 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 φασματόμετρο προηγμένης απεικόνισης CCD (Οκτώβριος 2002). Η απόσταση από το Mkn 421 είναι 400 εκατομμύρια έτη φωτός.
Το Marshall Space Flight Center της NASA, Huntsville, Ala., διαχειρίζεται το πρόγραμμα Chandra για το Γραφείο Διαστημικής Επιστήμης της NASA, στην Ουάσιγκτον. Η Northrop Grumman από το Redondo Beach, Καλιφόρνια, πρώην TRW, Inc., ήταν ο κύριος ανάδοχος ανάπτυξης για το παρατηρητήριο. Το Αστροφυσικό Παρατηρητήριο Smithsonian ελέγχει τις επιστημονικές και πτητικές λειτουργίες από το κέντρο ακτίνων Χ Chandra στο Κέιμπριτζ της Μάζας.
Πρόσθετες πληροφορίες και εικόνες είναι διαθέσιμες στη διεύθυνση: http://chandra.harvard.edu και http://chandra.nasa.gov
Αρχική πηγή: Δελτίο τύπου Chandra
