La materia mancante dell'universo è stata trovata ed è fluttuante tra le stelle.
I ricercatori che studiano la storia antica dell'universo sanno quanta materia ordinaria - materia che costituisce i barioni, una classe di particelle subatomiche che include protoni e neutroni - l'universo creato durante il Big Bang. E i ricercatori che studiano l'universo moderno sanno quanta materia ordinaria e barionica che gli umani possono vedere con i telescopi.
Ma fino a poco tempo fa, quei numeri non corrispondevano: mancava un terzo intero della materia barionica originale dell'universo. Ora, grazie a un'osservazione intelligente che coinvolge un buco nero incredibilmente luminoso, un team internazionale di ricercatori afferma di averlo trovato.
I barioni mancanti, hanno scritto i ricercatori in uno studio pubblicato oggi (21 giugno) sulla rivista Nature, si sono nascosti come sottili e calde nuvole di gas ossigeno che fluttuano tra le stelle. Il gas è altamente ionizzato, il che significa che manca la maggior parte dei suoi elettroni e ha una forte carica positiva.
"Abbiamo trovato i barioni mancanti", ha dichiarato Michael Shull, astronomo dell'Università del Colorado, Boulder e coautore del documento.
I ricercatori hanno scritto che il segnale dell'ossigeno era troppo forte e coerente per provenire da fluttuazioni casuali nella luce del quasar. Gli astronomi hanno anche escluso la possibilità che una debole galassia causi l'ombra dell'ossigeno.
Da almeno il 2011, i ricercatori hanno sospettato che i barioni mancanti potessero nascondersi in questo materiale, chiamato mezzo intergalattico caldo-caldo (WHIM), ma il WHIM è difficile da osservare direttamente. Per individuare il gas nascosto lì, hanno dovuto escogitare un trucco intelligente.
Lontano dalla Terra, ci sono buchi neri che succhiano enormi quantità di materia. Quella materia è molto luminosa e i telescopi su questo pianeta possono individuarla. I ricercatori chiamano questo tipo di quasar di buchi neri - e sono gli oggetti più luminosi dell'universo. Ciò significa che la luce dei quasar ha "un alto rapporto segnale-rumore", hanno scritto i ricercatori nel documento, nel senso che in questo caso è facile vedere se qualcosa lo oscura.
Puntare un telescopio su un quasar non solo racconta agli astronomi l'oggetto stesso, ma rivela anche qualcosa su ciò che sta fluttuando tra il quasar e il telescopio. In questo caso, quel qualcosa era un filamento del WHIM.
Osservando attentamente come il WHIM ha oscurato e cambiato la luce emanata dal quasar mentre si faceva strada nelle lenti di due telescopi, i ricercatori sono stati in grado di capire di cosa era fatto il WHIM. La risposta, si è scoperto, è stata l'ossigeno, riscaldato a quasi 1,8 milioni di gradi Fahrenheit (1 milione di gradi Celsius).
Questi barioni mancanti non sono la stessa cosa della materia oscura, che secondo i ricercatori esiste, grazie alla sua influenza gravitazionale su altre stelle. Si ritiene che tale materia esista sotto forma di particelle più esotiche dei semplici barioni.
In una dichiarazione, i ricercatori hanno affermato di essere in grado di estrapolare dal WHIM osservato quanta materia barionica sotto forma di ossigeno galleggia altrove nell'universo come il WHIM. Per confermare e affinare le loro osservazioni, hanno detto, hanno in programma di puntare i loro telescopi verso altri quasar e osservare il WHIM che li sta oscurando.
