Les scientifiques ont passé des dizaines d’années à rechercher environ un tiers de la matière «normale» de l’Univers. Les nouvelles données de l'observatoire à rayons X Chandra pourraient enfin apporter une réponse bienvenue.
Des examens détaillés, des analyses et des calculs ont permis aux chercheurs de comprendre combien de matière normale (hydrogène, hélium et d’autres éléments) existait dès le Big Bang. Dans l'intervalle allant des premières minutes à un milliard d'années, la majeure partie de la matière normale se trouvait dans la poussière cosmique, les gaz et les objets (étoiles et planètes).
C'est juste un problème. Si nous additionnons la masse de toute la matière normale dans l’espace moderne, la troisième partie tombe quelque part (elle diffère de la matière noire non moins mystérieuse).
Une théorie suggère que la masse manquante est regroupée en grands brins de gaz chauds (moins de 100 000 K) et chauds (plus de 100 000 K) dans l’espace intergalactique. Ces filaments sont appelés «milieu intergalactique chaud-chaud» (WHIM). Ils ne sont pas montrés dans les levés optiques, mais une partie du gaz chaud est visible dans la lumière ultraviolette. Grâce aux nouvelles technologies, nous avons réussi à trouver des preuves convaincantes de l’existence du WHIM. Les astronomes ont utilisé l'observatoire de Chandra pour trouver et étudier les fils de gaz chaud situés le long du chemin menant au quasar (une source de rayons X lumineuse) qui alimente un trou noir supermassif en expansion rapide. Quasar s'est éloigné de nous par 3,5 milliards d'années lumière.
Si le composant de gaz chaud du WHIM est lié à ces brins, une partie des rayons X du quasar sera absorbée par ce gaz chaud. Par conséquent, les scientifiques ont essayé de trouver la signature d’un gaz chaud imprimé dans une lampe à rayons X d’un quasar.
chemin de lumière
Mais le problème est que le signal d'absorption WHIM est faible par rapport au rayonnement X total d'un quasar. De ce fait, il est difficile de distinguer les caractéristiques WHIM faibles des fluctuations aléatoires lors de la recherche de l'intégralité du spectre de rayons X à différentes longueurs d'onde.
Mais l'équipe a réussi à résoudre le problème en se concentrant uniquement sur certaines parties du spectre des rayons X, réduisant ainsi le risque de faux positifs. Premièrement, ils ont identifié les galaxies proches de la ligne de mire du quasar, situées à la même distance de la Terre que les zones de gaz chaud. Ainsi, nous avons réussi à trouver 17 liens possibles entre le quasar et notre planète, en définissant leurs distances. L’expansion de l’univers étire la lumière lorsqu’elle se déplace, de sorte que toute absorption des rayons X dans ces filaments sera décalée vers une longueur d’onde plus rouge. Réduire la recherche s’est avéré extrêmement utile, mais j’ai également dû lutter contre la faiblesse de l’absorption des rayons X.
La méthode a permis de détecter l’oxygène avec des caractéristiques suggérant sa présence dans un gaz d’une température de un million de Kelvin. L'extrapolation de ces données a permis de comptabiliser la quantité totale de matière manquante. À l'avenir, ils prévoient d'appliquer la technique à d'autres quasars afin de confirmer la théorie sur le WHIM.
