Halvdelen af Universets manglende materiale er fundet

Efter Big Bang forsvandt en stor del af Universets masse og var pist væk. Nu har astronomerne fundet massen. Den skjuler sig tilsyneladende i det intergalaktiske netværk af protoner, neutroner og andre subatomare partikler, der udgør det almindelige materiale mellem galakserne.

Af Thomas A. E. Andersen ,  søndag 25. maj 2008 kl. 15:00

Med Hubble har astronomerne fundet en stor del af det manglende normale materiale i Universet ved at studere lysets frakvasarer. (Grafik: NASA, ESA, and A. Feild (STScI))

Du har muligvis ikke savnet det i hverdagen, men nu har astronomerne omsider hittet det, som har været væk lige siden Big Bang - halvdelen af det manglende materiale i Universitet.

Det materiale har ikke befundet sig i Universets milliarder af galakser ligesom alt andet materiale. I stedet mener astronomerne, at de med Hubble-rumteleskopet har fundet det manglende materiale i det intergalaktiske netværk af baryoner. Det er protoner, neutroner og andre subatomare partikler, som udgør det almindelige materiale som brint, helium og tungere elementer mellem galakserne.

Disse rum kaldes det intergalaktiske medium, IGM, og strækker sig fra lige uden for Mælkevejen og så langt ud, som astronomerne kan se. Tidligere har astronomerne undret sig over, hvor de lokale baryoner er forsvundet hen, og hvad deres egenskaber er.

Mike Shull fra Colorados Universitet oplyser, at man har fundet et netværk, som danner rygraden i Universet. Han påpeger, at selv om dette intergalaktiske rum ser ud til at være tomt, så er det et reservoir for baryon-materialet.

For omkring ti år siden fandt forskere via Hubble-rumteleskopet dette materiale for første gang ved at foretage spektroskopiske observationer af en kvasar for at se efter absorptioner fra intergalaktisk gas langs synsfeltet ud til kvasaren.

Nu har Charles Danforth og Mike Shull foretaget 28 tilsvarende observationer til andre kvasarer. Dette er de hidtil meste detaljerede observationer af det intergalaktiske medium og den første præcise måling af dets masse. Resultaterne blev offentliggjort i det seneste nummer af tidsskriftet The Astrophysical Journal.

Ved hjælp af observationer med Hubble og Nasas Fuse-observatorium, fandt astronomerne varm gas, for det meste ilt og brint, som udgør en tredimensional struktur i det intergalakstiske rum. Disse gassers fingeraftryk blev fundet ovenpå lyset fra kvasarerne.

Lyset fra kvasarerne kunne gennemtrænge op mod 650 filamententer eller tråde af brint i det kosmiske spindelsesvæv. Ud af disse var 83 tråde sammenvævet med højt ioniseret ilt, hvor fem elektroner var blevet revet bort.

Denne højioniseret gas og de andre elementer mellem galakserne menes at være tegn på store mængder varm ioniseret brint i Universet. Dette store reservoir af brint er først blevet fundet nu, da det er for varmt til at kunne ses i det synlige område og for koldt til at kunne ses i røntgenområdet.

Iltsporene blev formodentlig skabt, da eksploderende stjerner i galakserne sprøjtede ilt tilbage ud i det intergalaktiske rum. Her er det blevet blandet med eksisterende brint via chokbølger, som omvarmede ilten til ekstremt høje temperaturer.

Astronomerne fandt omkring 20 procent af baryonerne i hulrum mellem trådene. Her ligger svage dværggalakser og små skyer af materiale, som om milliarder af år kan blive til stjerner og galakser.

Dette kosmiske netværk skal undersøges yderligere med det nye instrument Cosmic Origins Spectrograph, som skal installeres på Hubble-rumteleskopet under dens sidste servicemission senere i år.