L'osservatorio a raggi X Chandra della NASA ha scoperto due enormi nuvole intergalattiche di gas caldo diffuso. Queste nuvole sono la migliore prova ancora che una vasta rete cosmica di gas caldo contiene la materia mancante a lungo cercata - circa la metà degli atomi e degli ioni nell'Universo.
Varie misurazioni forniscono una buona stima della densità di massa dei barioni - i neutroni e i protoni che compongono i nuclei di atomi e ioni - nell'Universo 10 miliardi di anni fa. Tuttavia, negli ultimi 10 miliardi di anni, una grande parte dei barioni, comunemente denominata "materia ordinaria" per distinguerli dalla materia oscura e dall'energia oscura, è scomparsa.
"Un inventario di tutti i barioni di stelle e gas all'interno e all'esterno delle galassie rappresenta poco più della metà dei barioni che esistevano poco dopo il Big Bang", ha spiegato Fabrizio Nicastro del Centro di astrofisica di Harvard-Smithsonian e autore principale di un documento nel numero di Nature del 3 febbraio 2005 che descrive la recente ricerca. "Ora abbiamo trovato il probabile nascondiglio dei barioni scomparsi."
Nicastro e colleghi non si sono limitati a imbattersi nei barioni scomparsi, ma sono andati a cercarli. Le simulazioni al computer della formazione di galassie e ammassi di galassie hanno indicato che i barioni mancanti potrebbero essere contenuti in un sistema estremamente diffuso di nuvole di gas simili a reti da cui si sono formate galassie e ammassi di galassie.
Queste nuvole hanno sfidato il rilevamento a causa della loro gamma di temperature prevista da poche centinaia di migliaia a un milione di gradi Celsius e la loro densità estremamente bassa. Prove per questa materia intergalattica caldo-calda (WHIM) erano state rilevate intorno alla nostra Galassia, o nel gruppo locale di galassie, ma la mancanza di prove definitive per WHIM al di fuori del nostro immediato vicinato cosmico ha fatto alcuna stima della densità di massa universale dei barioni inaffidabili.
La scoperta di nuvole molto più lontane è arrivata quando il team ha approfittato dello storico illuminamento a raggi X della galassia simile a quasar Mkn 421, iniziata nell'ottobre 2002. Due osservazioni di Chandra sul Mkn 421 nell'ottobre 2002 e luglio 2003 hanno prodotto eccellenti risultati dati spettrali dei raggi X di qualità. Questi dati hanno mostrato che due distinte nuvole di gas caldo a distanze dalla Terra di 150 milioni di anni luce e 370 milioni di anni luce stavano filtrando o assorbendo i raggi X da Mkn 421.
I dati dei raggi X mostrano che sono presenti ioni di carbonio, azoto, ossigeno e neon e che le temperature delle nuvole sono di circa 1 milione di gradi Celsius. La combinazione di questi dati con osservazioni a lunghezze d'onda ultraviolette ha permesso al team di stimare lo spessore (circa 2 milioni di anni luce) e la densità di massa delle nuvole.
Supponendo che le dimensioni e la distribuzione delle nuvole siano rappresentative, Nicastro e i colleghi potrebbero fare la prima stima attendibile della densità di massa media dei barioni in tali nuvole in tutto l'Universo. Hanno scoperto che è coerente con la densità di massa dei barioni mancanti.
Il Mkn 421 è stato osservato tre volte con la griglia di trasmissione a bassa energia (LETG) di Chandra, due volte in combinazione con la telecamera ad alta risoluzione (maggio 2000 e luglio 2003) e una volta con lo spettrometro per imaging CCD avanzato (ottobre 2002). La distanza dal Mkn 421 è di 400 milioni di anni luce.
Il Marshall Space Flight Center della NASA, Huntsville, in Alabama, gestisce il programma Chandra per l'Office of Space Science della NASA, Washington. Northrop Grumman di Redondo Beach, California, precedentemente TRW, Inc., è stato il principale appaltatore di sviluppo per l'osservatorio. L'Osservatorio Astrofisico Smithsonian controlla le operazioni scientifiche e di volo dal Centro radiografico Chandra di Cambridge, Massachussets.
Ulteriori informazioni e immagini sono disponibili su: http://chandra.harvard.edu e http://chandra.nasa.gov
Fonte originale: Chandra News Release
