Die fehlende Materie des Universums wurde gefunden und schwebt zwischen den Sternen.
Forscher, die die alte Geschichte des Universums studieren, wissen, wie viel gewöhnliche Materie - Materie, aus der Baryonen bestehen, eine Klasse subatomarer Teilchen, die Protonen und Neutronen enthält - das Universum, das während des Urknalls entstanden ist. Und Forscher, die das moderne Universum untersuchen, wissen, wie viel gewöhnliche baryonische Materie Menschen mit Teleskopen sehen können.
Aber bis vor kurzem stimmten diese Zahlen nicht überein: Ein volles Drittel der ursprünglichen baryonischen Materie des Universums fehlte. Dank einer cleveren Beobachtung mit einem unglaublich hellen Schwarzen Loch sagt ein internationales Forscherteam, dass sie es gefunden haben.
Die fehlenden Baryonen, so die Forscher in einer heute (21. Juni) in der Zeitschrift Nature veröffentlichten Studie, haben sich als dünne, heiße Sauerstoffgaswolken zwischen den Sternen versteckt. Das Gas ist stark ionisiert, was bedeutet, dass die meisten seiner Elektronen fehlen und es eine starke positive Ladung hat.
"Wir haben die fehlenden Baryonen gefunden", sagte Michael Shull, Astronom an der Universität von Colorado, Boulder und Mitautor des Papiers, in einer Erklärung.
Das Signal des Sauerstoffs war zu stark und konsistent, um von zufälligen Schwankungen im Licht des Quasars zu stammen, schrieben die Forscher. Die Astronomen schlossen auch die Möglichkeit aus, dass eine schwache Galaxie den Schatten des Sauerstoffs verursacht.
Seit mindestens 2011 haben Forscher vermutet, dass sich die fehlenden Baryonen in diesem Material verstecken, das als warm-heißes intergalaktisches Medium (WHIM) bezeichnet wird, aber das WHIM ist schwer direkt zu beobachten. Um das dort versteckte Gas zu erkennen, mussten sie sich einen cleveren Trick einfallen lassen.
Weit entfernt von der Erde saugen schwarze Löcher riesige Mengen an Materie auf. Diese Materie leuchtet sehr hell und Teleskope auf diesem Planeten können sie erkennen. Forscher nennen diese Art von Schwarzloch-Quasaren - und sie sind die hellsten Objekte im Universum. Das bedeutet, dass Licht von Quasaren "ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis" hat, schrieben die Forscher in dem Artikel, was in diesem Fall bedeutet, dass es leicht zu erkennen ist, ob etwas es verdeckt.
Das Richten eines Teleskops auf ein Quasar informiert die Astronomen nicht nur über das Objekt selbst, sondern enthüllt auch etwas darüber, was zwischen dem Quasar und dem Teleskop schwebt. In diesem Fall war das etwas ein Filament der Laune.
Durch sorgfältige Beobachtung, wie das WHIM das vom Quasar ausgehende Licht verdeckte und veränderte, als es in die Linsen zweier Teleskope gelangte, konnten die Forscher herausfinden, woraus das WHIM bestand. Es stellte sich heraus, dass die Antwort Sauerstoff war, der auf fast 1,8 Millionen Grad Fahrenheit (1 Million Grad Celsius) erhitzt wurde.
Diese fehlenden Baryonen sind nicht dasselbe wie dunkle Materie, von der Forscher glauben, dass sie aufgrund ihres gravitativen Einflusses auf andere Sterne existiert. Es wird angenommen, dass diese Materie in Form von Partikeln existiert, die exotischer sind als einfache Baryonen.
In einer Erklärung sagten die Forscher, sie könnten aus dem beobachteten WHIM extrapolieren, wie viel baryonische Materie in Form von Sauerstoff anderswo im Universum als WHIM schwimmt. Um ihre Beobachtungen zu bestätigen und zu verfeinern, planen sie, ihre Teleskope auf andere Quasare zu richten und zu beobachten, wie die Laune sie verdeckt.
