Les astronomes qui utilisent un puissant quasar pour étudier une énorme boucle invisible remplie de gaz surchauffés rapportent qu’ils ont peut-être trouvé la matière «manquante» visible de l’Univers.
Tous les atomes dans les galaxies, les étoiles et les planètes représentent environ 5% de la densité cosmique massive. Environ 70% de cette énergie est représentée par l’énergie noire - une force de répulsion mystérieuse qui force l’espace à s’agrandir de plus en plus rapidement. Le quart restant est constitué de matière noire - un matériau invisible dont la présence est ressentie en raison de l'influence gravitationnelle sur les échelles galactiques. La matière noire unit les galaxies à des boucles massives, formant un réseau cosmique qui sert de squelette invisible à l'Univers.
Les scientifiques ont estimé ces proportions par deux méthodes. Il y a de nombreuses années, ils calculaient la quantité de matière qui serait apparue après le Big Bang qui a créé l'univers. Également étudié le rayonnement relique - la plus ancienne lumière dans l’espace, pénétrant dans tout le ciel. Il était possible de trouver approximativement les mêmes proportions de matière normale, de matière noire et d'énergie noire.
Ce petit morceau de matière normale, que nous pouvons détecter, s'appelle baryonique. C'est le nombre le plus célèbre de trois positions: il émet de la lumière (le soleil) ou la réfléchit (la lune), rendant l'objet visible à l'aide de télescopes. Mais le secret est resté. Il y a plus de 20 ans, il a été noté que si nous ajoutons toute la lumière des étoiles dans les galaxies, nous n'obtenons que 10% de ces 5% de matière ordinaire. Alors où sont les baryons, pas effondrés dans les étoiles et les galaxies? Les chercheurs se sont concentrés sur cette question, ajoutant tout le gaz diffus chaud dans des halos énormes et des amas galactiques encore plus grands. Alors la question se posa: "Une grande quantité de matière manquante peut-elle persister dans les fils de matière noire qui composent le réseau cosmique?".
Le problème est que la substance manquante sera principalement formée d'hydrogène (l'élément le plus simple et le plus commun dans l'espace). Lorsque les atomes d'hydrogène sont ionisés, ils peuvent devenir invisibles pour les longueurs d'onde optiques, ce qui rend la détection difficile. Si un nuage d'hydrogène ionisé se situe entre la Terre et une source de lumière ultraviolette, l'hydrogène absorbera certaines longueurs d'onde, laissant ainsi une empreinte chimique distincte.
Le gaz devient de plus en plus chaud (au-dessus d'un million de degrés), après quoi l'hydrogène ionisé cesse de laisser un signal clair dans l'ultraviolet. Par conséquent, nous devions également viser des ions oxygène beaucoup plus rares et rechercher leurs empreintes aux rayons X. Les scientifiques ont utilisé le télescope spatial ESA XMM-Newton pour étudier le quasar 1ES 1553 + 113. C'est un trou noir supermassif actif au centre de la galaxie. Les quasars absorbent la matière et brillent dans de nombreuses longueurs d'onde (de la radio aux rayons X). Ces sky beacons sont capables de tracer des matériaux traversant le trajet du faisceau. En étudiant l'empreinte chimique de l'oxygène dans les rayons X émis par la quasi-lumière, les chercheurs ont pu trouver une quantité énorme de gaz intergalactique extrêmement chaud. L'analyse a montré qu'il peut constituer jusqu'à 40% de matière baryonique dans l'espace. Cela peut suffire à expliquer la matière manquante. On pense que ces ions ont commencé dans les cœurs stellaires qui ont émergé de supernovae. Ils ont été chassés de leurs galaxies natales lors de telles explosions. Peut-être ont-ils surchauffé justement à cause de chocs. Les atomes doivent être en contact les uns avec les autres pour émettre de l'énergie. Mais les atomes individuels dans un gaz raréfié sont situés loin les uns des autres, ils ne peuvent donc pas se toucher et restent brûlants.
Il y a des explications alternatives. Par exemple, un signal de gaz ionisé pourrait provenir d’une galaxie plutôt que d’un gaz intergalactique. Mais les résultats permettent de déterminer les endroits où se cachent les baryons manquants. Ensuite, vous devez suivre les autres quasars.
