Az általánosan elfogadott fizikai elméletek szerint az univerzumot nagyrészt a sötét energia, kisebb részben a sötét anyag, és elenyésző részben a normál (barionikus) anyag alkotja. A pontos számokkal kapcsolatban eltérnek a vélemények, de az arányokat hasonlóan adják meg az egyes becslések: a NASA leírása szerint például a sötét energia 68,3%-ot, a sötét anyag 26,8%-ot, a normál, látható anyag 4,9%-ot tesz ki az univerzumból.

A világegyetem anyagának nagyobb része tehát sötét anyag, ami nem bocsát ki elektromágneses sugárzást, és a jelenlétére csak közvetetten, az anyagra gyakorolt hatásából lehet következtetni.

A barionikus anyag, vagyis a csillagok, bolygók, aszteroidák és más, normál anyagból álló objektumok alapanyaga mindössze 15-16%-a a teljes anyagkészletnek, ebből pedig körülbelül 7%-ot tartalmaznak a csillagok és bolygók (és a többi objektum), a maradékot a galaxisok körüli és galaxisok közti tereket kitöltő hidrogéngáz alkotja. Ez azt jelenti, hogy a normál anyag több mint fele hidrogéngáz formájában létezik. De van egy kis bökkenő: ez a gáz olyan ritkás, diffúz módon oszlik szét a galaxisok körül, hogy lényegében láthatatlan a megfigyelőeszközök számára.

A WHIM-nek (warm–hot intergalactic medium) nevezett csillagközi anyag megfigyelése emiatt nehézkes, és egyedi módszereket kell alkalmazni a detektálására. A Berkeley Kaliforniai Egyetem és számos más amerikai, európai, kanadai, és kínai intézmény részvételével végzett nemzetközi kutatás során a csillagászok a DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) teleszkóppal begyűjtött adatokra támaszkodtak, amelyek 7 millió galaxisról nyújtottak információkat, emellett felhasználták az ACT (Atacama Cosmology Telescope) adatait is a kozmikus háttérsugárzással kapcsolatban. A kutatók a galaxisok körüli ionizált hidrogén mennyiségét a kozmikus háttérsugárzás erejének változása alapján határozták meg: a kozmikus háttérsugárzás elhalványulása vagy éppen felragyogása ugyanis az ionizált hidrogén elektronjai által szétszórt sugárzás függvényében változik.

“A kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás ott van minden mögött, amit az univerzumban látunk. Ez az általunk megfigyelhető világegyetem határa. Éppen ezért használhatjuk háttérvilágításként, hogy lássuk, merre található a gáz.”

- magyarázta Simone Ferraro, a UC Berkeley kutatója.

A “hiányzó hidrogén” felfedezése arra is rávilágított, hogy a galaxisok közepén megbúvó fekete lyukak valószínűleg aktívabbak, mint azt korábban gondolták a kutatók, mivel a teóriák szerint a hidrogéngáz ilyen kiterjedt eloszlásáért a fekete lyukak tevékenysége lehet a felelős. A fekete lyukak fiatalabb korukban, formálódásuk idején, rengeteg anyagot nyelnek el, és közben erősen sugároznak, de a Berkeley kutatói szerint ez az erőteljes aktivitás később, a fekete lyuk nyugodtabb szakaszában is bekapcsol időnként, periodikus, ciklikus mintázatot alkotva, és hozzájárulva a hidrogéngáz terjedéséhez.

(Fotó: NASA/CXC/M.Weiss; NASA/CXC/Ohio State/A Gupta et al, Pixabay)