Близько третини маси у Всесвіті ховається десь за межами галактик і галактичного газу. Нарешті фізикам вдалося звести вселенський дебет з кредитом.
Звичайна (не темна) матерія складається з елементарних частинок, які належать до категорії баріонів. Кожен баріон у свою чергу складається з трьох кварків. Найвідоміші баріони - це протони і нейтрони. Саме з них складаються всі відомі нам фізичні об'єкти, від зірок до чорних дір. Досі вимірювання астрофізиків ідентифікували тільки 60-70% «звичайної» речовини, яка мала з'явитися після Великого Вибуху.
Кількість спостережуваної матерії у Всесвіті оцінюється зі спостережень за реліктовим випромінюванням (мікрохвильове фонове випромінювання, фотони, «залишилися» з часів рекомбінації гарячої плазми в перші атоми, десь 380 000 років після Великого Вибуху).
Інше джерело інформації - «водневе поглинання» світла, що виходить від далеких квазарів, активних ядер галактик на ранньому етапі розвитку (тобто надмасивних чорних дір, оточених хмаром газу, який «падає» в чорну діру, і при наближенні до горизонту подій дуже інтенсивно випромінює світло).
Квазари часто називають вселенськими «маяками». Світло, яке доходить до нас від таких об'єктів, проходить величезні відстані і втрачає частину своєї енергії за рахунок розширення Всесвіту (червоний зсув). Велика частина цього світла поглинається атомами водню. Якщо поглинання відбулося дуже далеко, то спектр поглинання, який прибув до нас, теж буде зрушений у бік меншої енергії. За цим зрушенням можна визначити, коли і де відбулося поглинання. Дані такого роду дозволяють судити про кількість речовини у Всесвіті.
На частку звичайної матерії припадає близько 5% маси Всесвіту (решта - це темна матерія і темна енергія, про які нам поки що практично нічого не відомо). Всього 7% маси звичайної матерії складають зірки. 6.8% припадає на холодний і гарячий газ всередині галактик, і ще 4% - на газ в галактичних кластерах.
На холодний і теплий (за астрофізичними мірками) міжгалактичний газ припадає 28% і 15% маси всієї матерії, а ось де ховаються решта 40% було загадкою. Астрономи підозрювали, що вся ця матерія теж повинна знайтися десь у менш щільних ділянках міжгалактичних волокон, які дуже складно піддаються спостереженню.
Згідно з комп'ютерними моделями, відсутні баріони повинні ховатися в гарячому розрідженому волокнистому газі між галактиками, відомому як тепло-гаряча міжгалактична речовина. Але експериментально підтвердити цю гіпотезу непросто, оскільки більша частина цього газу складається з іонізованого водню - гарячого газу, в якому електрони відірвані від ядер.
Така плазма практично невидима для світла в дальньому ультрафіолетовому діапазоні (перехід електрона в атомі водню в збуджений стан за рахунок поглинання світла на відповідній довжині хвилі неможливий, оскільки електрон вже «відірваний» від ядра), і методи оцінки кількості речовини, про які ми згадували вище, не працюють.
Нові результати отримані на основі вивчення плазми кисню, яка так само присутня в міжгалактичному просторі. Іонізований кисень поглинає випромінювання в рентгенівському діапазоні, і його можна спостерігати при відповідній дозволній здатності телескопів.
Супутниковий телескоп XMM-Newton Європейського Космічного Агентства спостерігав за квазаром 1ES 1553 протягом 2 років, загальний час збору даних склав 18 днів. Скрупульозне вивчення отриманих даних вказує на те, що в міжгалактичному просторі присутні «волокна» кисневої плазми температурою близько мільйона градусів Цельсія.
Оцінка маси плазми в тепло-гарячому міжгалактичному просторі, заснована на цих спостереженнях, відповідає відсутній матерії. Це відкриття здійснено на межі можливостей обладнання, доступного на сьогоднішній день, і опубліковано в журналі Nature.
Звичайно, це тільки перші результати. Щоб переконатися в їх правильності, потрібно зібрати схожі дані з інших квазарів за допомогою XMM-Newton і Chandra (рентгенівська супутникова обсерваторія НАСА). "Ми дуже пишаємося тим, що змогли вловити слабкий сигнал за допомогою XMM-Newton. Ми полювали на цю невловиму матерію, яка ховалася в тумані температурою близько мільйона градусів і протяжністю сотні тисяч світлових років у міжгалактичному просторі, - радіє астрофізик Норберт Шартел. - Тепер, коли ми знайшли відсутні баріони, нам не терпиться вивчити їх більш докладно! ".
Через 10 років Європейське Космічне Агентство планує запустити телескоп Athena (Advanced Telescope for High-Energy Astrophysics), який «спеціалізуватиметься» на спостереженні за високоенергетичною частиною космічного випромінювання, щоб краще вивчити структуру та історію формування Всесвіту.
За матеріалами ЄКА