Hopp ned til navigasjon Hopp ned til innhold
Romteleskopet XMM-Newton (t.h.) har funnet svært varm intergalaktisk gass (innrammet) to steder i det kosmiske nettet (grønt) ved å måle røntgenstråling fra en fjern kvasar (t.v.). Illustrasjon: ESA / ATG medialab / XMM-Newton / F. Nicastro et al. 2018 / R. Cen

Jakten på den manglende materien

Hvor er 40% av universets vanlige materie? Nå har astronomene svar.

Universet består av 70 prosent mørk energi og 25 prosent mørk materie. Bare 5 prosent av universet utgjøres av vanlig materie, som er det stjerner, planeter og alt på jorda består av.

Men til og med den vanlige materien har vært vanskelig å finne. Ut fra det første lyset som oppstod i universet, bare 380 000 år etter the Big Bang, kan astronomene regne ut hvor mye vanlig materie som ble dannet.

Av dette utgjør planetene og stjernene i alle galaksene i universet, pluss gassen som finnes mellom stjernene og som danner nye stjerner, bare 10 prosent av den vanlige materien.

Legger vi til den varme diffuse gassen som omgir hver galakse som en sky, og den enda varmere gassen som finnes mellom galaksene i samme galaksehop, er vi likevel bare oppe i 20 prosent.

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<section xmlns="http://docbook.org/ns/docbook" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:ezxhtml="http://ez.no/xmlns/ezpublish/docbook/xhtml" xmlns:ezcustom="http://ez.no/xmlns/ezpublish/docbook/custom" version="5.0-variant ezpublish-1.0"><para>Prosentvis mengde av ulike typer materie i universet (t.v.) og fordelingen av vanlig materie (t.h.). Illustrasjon: ESA</para></section>

Prosentvis mengde av ulike typer materie i universet (t.v.) og fordelingen av vanlig materie (t.h.). Illustrasjon: ESA

Galaksene klynger seg sammen i galaksehoper. På enda mer enorm skala er galaksehopene fordelt i lange tråder som strekker seg som et nett gjennom universet. Dette nettet kalles for det kosmiske nettet.

I trådene mellom galaksehopene i det kosmiske nettet finnes både kald intergalaktisk gass og varm intergalaktisk gass. De representerer henholdsvis 28 og 15 prosent av den totale mengden vanlig materie.

Men fortsatt mangler 40 prosent av den vanlige materien i universet. Astronomene har jaktet på den i flere tiår.

Gass på mer enn 1 million grader Celsius

- Den manglende vanlige materien i universet er et av de største mysteriene i moderne astrofysikk, sier Fabrizio Nicastro, førsteforfatter på en ny artikkel i vitenskapstidsskriftet Nature.

Han er en av de mange astronomene som har jaktet på den manglende materien de siste 20 årene ved hjelp av den europeiske romorganisasjonens ESAs romteleskop XMM-Newton og NASAs romteleskop Chandra.

Med disse romteleskopene kan astronomene oppdage svært varm intergalaktisk gass med temperatur på mer enn 1 million grader og som blokkerer røntgenstråling.

Nicastro og kollegene hans brukte XMM-Newton til å sikte seg inn på en fjern kvasar, en enorm galakse med et supermassivt svart hull i midten som spiser alt rundt seg og sender ut store mengder røntgen og annen stråling.

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<section xmlns="http://docbook.org/ns/docbook" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:ezxhtml="http://ez.no/xmlns/ezpublish/docbook/xhtml" xmlns:ezcustom="http://ez.no/xmlns/ezpublish/docbook/custom" version="5.0-variant ezpublish-1.0"><para>Det kosmiske nettverket av galaksehoper i Illustris. Illustris er en simulasjon som viser universets utvikling fra 12 millioner etter the Big Bang og frem til i dag i ekstremt høy oppløsning. Grafikk: The Illustris Collaboration</para></section>

Det kosmiske nettverket av galaksehoper i Illustris. Illustris er en simulasjon som viser universets utvikling fra 12 millioner etter the Big Bang og frem til i dag i ekstremt høy oppløsning. Grafikk: The Illustris Collaboration

- På to ulike steder i siktelinjen mellom den fjerne kvasaren og oss fant vi store mengder svært varm intergalaktisk gass, sier Nicastro.

Mengden av denne svært varme intergalaktiske gassen tilsvarte forholdsmessig massen som mangler i regnskapet over vanlig materie i universet.

Finnes det slik svært varm intergalaktisk gass i hele universet? Er det her de manglende 40 prosent av vanlig materie skjuler seg?

Starten på en ny jakt

Dette er bare begynnelsen på en ny jakt. Nå må astronomene sjekke andre himmellegemer og se om resultatene virkelig gjelder for hele universet.

Derfor skal Nicastro og kollegene hans undersøke flere kvasarer ved hjelp av XMM-Newton og Chandra.

For å kunne utforske sammensetningen, fordelingen og egenskapene til den svært varme intergalaktiske gassen trenger de mer følsomme instrumenter, som ESAs kommende romteleskop Athena.

Forskning på nettopp varm og svært varm intergalaktisk gass er ett hovedmålene til Athena, for å finne ut mer om hvordan universets strukturer i stor skala, som det kosmiske nettet, dannet og utviklet seg.

- Vi er svært stolte over at XMM-Newton kunne oppdage den manglende materien i gass som er over 1 million grader varm og som strekker seg hundretusener av lysår gjennom universet. Nå gleder vi oss til å undersøke denne materien i mer detalj, sier Norbert Schartel, prosjektforsker for XMM-Newton hos ESA. 

Det nye romteleskopet Athena skal undersøke varme, svært varme og høyenergetiske objekter i universet, og skytes opp i 2028.

Kontakt

Fabrizio Nicastro - Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) - Osservatorio Astronomico di Roma - Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics - fabrizio.nicastro @ inaf.it

Norbert Schartel - XMM-Newton Project Scientist - European Space Agency - norbert.schartel @ esa.int 

Markus Bauer- ESA Science Communication Officer - +31 71 565 6799 / +31 61 594 3 954 - markus.bauer @ esa.int