2008.05.06. - Megvan a hiányzó anyag egy része

Az XMM-Newton röntgenteleszkóp megfigyelései alapján a galaxishalmazok közötti térben forró, diffúz gáz formájában megtalálták az Univerzum hiányzó barionos anyagának egy részét.

A Világegyetem anyagának mindössze 4-5 százaléka az általunk is megfigyelhető normál anyag, ami barionokból (protonok és neutronok), illetve elektronokból áll, túlnyomó része pedig az egyelőre még inkább misztikus sötét anyag és sötét energia. Azonban a barionos anyagnak is csak mintegy fele az, ami csillagok és galaxisok formájában van jelen. A másik feléről már körülbelül egy évtizeddel ezelőtt megjósolták, hogy a galaxishalmazok közötti teret kitöltő kis sűrűségű, de forró gáz formájában létezik.

Az Univerzum látható anyaga egy pókhálóhoz hasonlító struktúrába szerveződik. Az elképzelések szerint ennek sűrű csomópontjaiban alakultak ki a galaxishalmazok, a Világegyetem legnagyobb szerkezeti egységei, míg a halmazok közötti alacsony sűrűségű gázkomponens a csomópontokat összekötő szálak mentén koncentrálódik.

A Világegyetemet átszövő kozmikus anyagháló modellje. Az elképzelések szerint a galaxishalmazok létrejötte a háló gócpontjaiban várható, a csomókat összeköző szálak mentén pedig forró, kis sűrűségű gáz koncentrálódik.
[Springel és tsai, Virgo Consortium]

A galaxishalmazok közötti gáz detektálására több kísérlet is történt az elmúlt tíz év során, de ezek eredménytelenek voltak a komponens kicsiny sűrűsége miatt. Az előrejelzések szerint a halmazközi gáz hőmérséklete magas, s így főként lágy röntgensugárzást bocsát ki, ezért detektálására leginkább a röntgentartományban van remény.

Egy kutatócsoport, melynek vezetője Norbert Werner (SRON Netherlands Institute for Space Research), az Európai Űrügynökség (ESA) XMM-Newton röntgenteleszkópjával az Abell 222 és 223 katalógusjelű, a Földtől 2,3 milliárd fényévre található galaxishalmazokat vizsgálta. A képek és a spektrumok elemzésekor felfedezték, hogy a két halmaz között egy forró gázból álló anyaghíd feszül, ami minden bizonnyal a hiányzó barionos anyaggal azonosítható. A felfedezés azonban csak azért volt lehetséges - még az XMM-Newton detektorainak kivételes érzékenysége ellenére is -, mert a szál éppen a látóvonalunkba esik, így az egész filamentumtól származó emisszió az égboltnak egy viszonylag kis területére koncentrálódik.

Az Abell 222 és 223 katalógusjelű galaxishalmazok optikai (Subaru teleszkóp, SuprimeCam) és röntgentartományban (XMM-Newton) készült felvételeiből összeállított kompozit kép. A halmazpár két tagja röntgensugárzást kibocsátó forró és diffúz, a képen sárgából vörösbe hajló színnel jelzett gázba ágyazódik.
[ESA/XMM-Newton/EPIC/ESO (J. Dietrich)/SRON (N. Werner)/MPE (A. Finoguenov)]

Werner szerint az anyag kozmikus hálóbeli eloszlásának feltérképezéséhez még sok-sok, az Abell 222/223 halmazpárhoz hasonló rendszert kellene találni. Ehhez jó alapot szolgáltatna egy dedikált, erre a megfigyelési célra fellőtt, a maiaknál sokkal érzékenyebb detektorokkal felszerelt, röntgentartományban működő űrobszervatórium. A misszióval szemben támasztott követelmények megfogalmazásához viszont az első lépés a mostani felfedezés lehetne.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astronomy & Astrophysics c. folyóirat 2008. március 17-i számában jelent meg.

Forrás:

• ESA NR 2008.05.06.
• arXiv:0803.2525v1 [astro-ph]