El Observatorio de rayos X Chandra de la NASA ha descubierto dos enormes nubes intergalácticas de gas caliente difuso. Estas nubes son la mejor evidencia hasta el momento de que una vasta red cósmica de gas caliente contiene la materia que faltaba desde hace mucho tiempo: aproximadamente la mitad de los átomos e iones en el Universo.
Varias mediciones dan una buena estimación de la densidad de masa de los bariones, los neutrones y protones que forman los núcleos de átomos e iones, en el Universo hace 10 mil millones de años. Sin embargo, en algún momento durante los últimos 10 mil millones de años, una gran fracción de los bariones, comúnmente conocidos como "materia ordinaria" para distinguirlos de la materia oscura y la energía oscura, han desaparecido.
"Un inventario de todos los bariones en estrellas y gas dentro y fuera de las galaxias representa poco más de la mitad de los bariones que existieron poco después del Big Bang", explicó Fabrizio Nicastro del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica, y autor principal de un artículo. en la edición del 3 de febrero de 2005 de Nature que describe la investigación reciente. "Ahora hemos encontrado el probable escondite de los bariones desaparecidos".
Nicastro y sus colegas no solo se toparon con los bariones desaparecidos, sino que fueron a buscarlos. Las simulaciones por computadora de la formación de galaxias y cúmulos de galaxias indicaron que los bariones faltantes podrían estar contenidos en un sistema extremadamente difuso de nubes de gas en forma de red a partir del cual se formaron galaxias y cúmulos de galaxias.
Estas nubes han desafiado la detección debido a su rango de temperatura previsto de unos cientos de miles a un millón de grados centígrados, y su densidad extremadamente baja. Se había detectado evidencia de esta materia intergaláctica cálida y caliente (WHIM) alrededor de nuestra galaxia, o en el grupo local de galaxias, pero la falta de evidencia definitiva de WHIM fuera de nuestro vecindario cósmico inmediato hizo alguna estimación de la densidad de masa universal de los bariones. no fidedigno.
El descubrimiento de nubes mucho más distantes se produjo cuando el equipo aprovechó el histórico brillo de rayos X de la galaxia tipo quásar Mkn 421 que comenzó en octubre de 2002. Dos observaciones de Chandra de Mkn 421 en octubre de 2002 y julio de 2003 arrojaron excelentes resultados. datos espectrales de rayos X de calidad. Estos datos mostraron que dos nubes separadas de gas caliente a distancias de la Tierra de 150 millones de años luz y 370 millones de años luz se filtraban o absorbían rayos X de Mkn 421.
Los datos de rayos X muestran que los iones de carbono, nitrógeno, oxígeno y neón están presentes, y que las temperaturas de las nubes son de aproximadamente 1 millón de grados Celsius. La combinación de estos datos con observaciones en longitudes de onda ultravioleta permitió al equipo estimar el espesor (aproximadamente 2 millones de años luz) y la densidad de masa de las nubes.
Suponiendo que el tamaño y la distribución de las nubes son representativos, Nicastro y sus colegas podrían hacer la primera estimación confiable de la densidad de masa promedio de bariones en tales nubes en todo el Universo. Descubrieron que es consistente con la densidad de masa de los bariones faltantes.
Mkn 421 se observó tres veces con la rejilla de transmisión de baja energía (LETG) de Chandra, dos veces junto con la cámara de alta resolución (mayo de 2000 y julio de 2003) y una vez con el espectrómetro avanzado de imágenes CCD (octubre de 2002). La distancia a Mkn 421 es de 400 millones de años luz.
El Centro Marshall de Vuelo Espacial Marshall de la NASA, Huntsville, Alabama, administra el programa Chandra para la Oficina de Ciencia Espacial de la NASA, Washington. Northrop Grumman de Redondo Beach, California, anteriormente TRW, Inc., fue el principal contratista de desarrollo del observatorio. El Observatorio Astrofísico Smithsoniano controla las operaciones científicas y de vuelo desde el Centro de Rayos X Chandra en Cambridge, Massachusetts.
Información e imágenes adicionales están disponibles en: http://chandra.harvard.edu y http://chandra.nasa.gov
Fuente original: Comunicado de prensa de Chandra
