Universumets saknade materia har hittats och det flyter mellan stjärnorna.
Forskare som studerar universums antika historia vet hur mycket vanlig materia - materia som utgör baryoner, en klass av subatomära partiklar som inkluderar protoner och neutroner - universum som skapades under Big Bang. Och forskare som studerar det moderna universum vet hur mycket vanliga, baryoniska ämnen människor kan se med teleskop.
Men tills nyligen matchade inte dessa siffror: En hel tredjedel av universums ursprungliga baryoniska sak saknades. Tack vare en smart observation med ett otroligt ljust svart hål, säger ett internationellt forskarteam att de har hittat det.
De saknade baryonerna, skrev forskarna i en studie publicerad idag (21 juni) i tidskriften Nature, har gömt sig som tunna, heta moln med syrgas som flyter mellan stjärnorna. Gasen är mycket joniserad, vilket betyder att de flesta av dess elektroner saknas och den har en stark positiv laddning.
"Vi hittade de saknade baryonerna," sade Michael Shull, en astronom vid University of Colorado, Boulder och en medförfattare på tidningen, i ett uttalande.
Signalen om syret var för stark och konsekvent för att komma från slumpmässiga fluktuationer i kvasarens ljus, skrev forskarna. Astronomerna uteslutte också möjligheten att en svag galax orsakar syreens skugga.
Sedan åtminstone 2011 har forskare misstänkt att de saknade baryonerna gömmer sig i detta material, kallad det varma intergalaktiska mediet (WHIM), men WHIM är svårt att observera direkt. För att upptäcka gasen som gömmer sig där, var de tvungna att komma med ett smart trick.
Långt ifrån jorden finns det svarta hål som suger upp enorma mängder materia. Den materien lyser mycket ljus och teleskop på denna planet kan upptäcka den. Forskare kallar dessa sorters svarta hålkvasarer - och de är de ljusaste föremålen i universum. Det betyder att ljus från kvasarer har "ett högt signal / brusförhållande", skrev forskarna i uppsatsen, vilket i detta fall betyder att det är lätt att se om något döljer det.
Att rikta ett teleskop mot en kvasar berättar inte bara astronomer om själva objektet utan avslöjar också något om vad som flyter mellan kvasaren och teleskopet. I det här fallet var det något som var ett glödtråd av WHIM.
Genom noggrann observation av hur WHIM döljer och förändrade ljus som kom ut från kvasaren när det tog sig in i linserna för två teleskop, kunde forskarna ta reda på vad WHIM var gjord av. Svaret, visade sig, var syre, uppvärmt till nästan 1,8 miljoner grader Fahrenheit (1 miljon grader Celsius).
Dessa saknade baryoner är inte samma sak som mörk materia, som forskare tror finns, tack vare gravitationspåverkan på andra stjärnor. Den materien tros finnas i form av partiklar mer exotiska än enkla baryoner.
I ett uttalande sa forskarna att de kunde extrapolera från den observerade WHIM hur mycket baryonmaterial i form av syre som flyter någon annanstans i universum som WHIM. För att bekräfta och förfina sina observationer, sa de, planerar de att rikta sina teleskop mot andra kvasarer och observera WHIM som döljer dem.
