La materia che manca si nasconde nel mezzo intergalattico caldo
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I dati di Chandra X-ray Observatory consentono di risalire alle abbondanze di materia barionica che ad oggi erano ancora date per disperse.


Fonte The Astrophysical Journal - 13 febbraio 2019 - Orsolya E. Kovacs et al - "Detection of the Missing Baryons toward the Sightline of H1821+6443"


Crediti Chandra X-ray Center
L'assorbimento ottenuto nello spettro del quasar. Crediti Chandra X-ray Center

Non è soltanto la materia oscura a nascondersi dalla vista dei cosmologi, ma anche un terzo della materia "barionica" prevista dal Modello Cosmologico Standard

Di tutto quel che si è formato nei primi tre minuti e organizzato nel primo miliardo di anni dell'universo, un terzo ci sfugge ancora e così un team di astronomi ha deciso di utilizzare i dati a raggi X forniti da Chandra X-ray Observatory al fine di indagare sui possibili nascondigli della materia mancante. 

Principali indiziati sono i filamenti di gas "tiepido" e quelli di gas caldo, la cui discriminante è data da una temperatura pari a 100.00 Kelvin. Soprattutto, oggetto di indagine è stato il così detto Warm-Hot Intergalactic Medium (WHIM), i cui filamenti sono stati studiati attraverso l'opera di assorbimento spettroscopico operata sulla radiazione provenienti dai distanti quasar

Il gas presente, infatti, blocca alcune frequenze della radiazione proveniente dai distanti quasar e isolando opportunamente una parte dello spettro X è possibile anche limitare il rumore e le oscillazioni casuali. 

Osservato speciale è stato un quasar distante 3.5 miliardi di anni luce dalla Terra, il quale ha consentito di determinare la presenza di 17 possibili filamenti di gas caldo prima mai osservati. In base al redshift mostrato dalle righe di assorbimento è stato poi possibile risalire alle distanze delle diciassette strutture. 

Rappresentazione della tecnica utilizzata per contare i filamenti presenti nella linea di vista. Crediti Chandra X-ray Center
Rappresentazione della tecnica utilizzata per contare i filamenti presenti nella linea di vista. Crediti Chandra X-ray Center

Dalle regioni osservate e dalla quantità di ossigeno e di altri elementi riscontrata, gli astronomi sono confidenti di poter colmare il gap di materia mancante la quale, quindi, si nasconderebbe proprio nel mezzo intergalattico molto caldo. 

La conferma potrà giungere dallo studio di altri quasar, ma nel frattempo è giunta dall'osservazione dei Fast Radio Burst (FRB ): la radiazione provenienti da queste esplosioni viene diffusa dalla materia mancante proprio come la luce bianca viene diffusa da un prisma e si è ora in grado di ottenere - a partire da questa diffusione - la densità dell'universo. La chiave è stata il radiotelescopio ASKAP, in grado di inquadrare un'area pari a sessanta volte la Luna piena.  Esiste anche una relazione tra la distanza del FRB e la modalità di diffusione della radiazione durante il viaggio, una sorta di Legge di Lamaitre-Hubble associata, però, ai FRB (A census of baryons in the Universe from localized fast radio burstsNature - 2020)