Tomrummet mellem galakserne i universet er ikke så tomt endda. Faktisk er det langt ude i det intergalaktiske rum, at man finder tre fjerdedele af alt stoffet.
Det ved vi nu, fordi amerikanske astronomer har fundet det stof, der manglede i det kosmiske regnskab. Vel at mærke ikke det mørke stof, som stadig er lidt af en gåde, men det helt almindelige atomare stof, som stjerner og planeter, du og jeg og alt omkring os består af.
Det intergalaktiske stof er ellers uhyre svært at få øje på, fordi det ikke lyser op, som stjernerne gør det. Idet astronomerne ikke kan se stoffet direkte, kiggede de i stedet på, hvordan det påvirker radioglimt – uhyre kortvarige udbrud af radiobølger, som rejser igennem universet fra fjerne galakser.
»Det er en triumf for moderne astronomi. Vi er begyndt at se universets struktur og sammensætning i et helt nyt lys, takket være radioglimt,« udtaler adjunkt Vikram Ravi fra universitet The California Institute of Technology (Caltech) ifølge en pressemeddelelse fra Harvard University.
»Disse korte glimt gør det muligt for os at spore det ellers usynlige stof, der fylder de enorme rum mellem galakserne.«
Kun ni procent er i galakserne
I årtier har forskerne vidst, hvor meget stof universet rummer. Det fortæller big bang-teorien sammenholdt med målinger af den kosmiske baggrundsstråling. Men det har været svært at redegøre for stoffet, og det har set ud, som om der manglede en del.
Astronomerne har godt tjek på stoffet i galakser som Mælkevejen. Stjernerne lyser op på himlen, og kolde gasskyer i galakserne er også til at få øje på. Men selv om galakserne tydeligvis er store ansamlinger af stof, rummer de ikke nær nok til, at stofregnskabet går op.
Det store spørgsmål har været, hvor resten af stoffet befinder sig. Det har de amerikanske forskere nu besvaret ret præcist i deres studie, som er udgivet i Nature:
Hele 76 procent af det almindelige stof gemmer sig i rummet mellem galakserne. 15 procent udgøres af gas omkring galakserne, mens kun ni procent er de gasskyer, stjerner og planeter, som vi kan se i galakserne.
»Det er et super-interessant studie. Man kan se det som en slags kosmisk bogføring for at tjekke, om pengene passer. Det er vigtigt at teste, om vores model for universets indhold er robust, og det lader den til at være,« siger professor Johan Fynbo fra Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet om resultatet.
Tråde af stof ses med røntgenteleskoper
I rummet mellem galakserne består stoffet mest af elektrisk ladede partikler i form af protoner (atomkerner fra brint) og alfapartikler (atomkerner fra helium) samt fritflyvende elektroner. Der er langt imellem partiklerne, men til gengæld er universet umådeligt stort.
Stoffet er ikke jævnt fordelt i universet. Hvor det er tættest, opstår der galakser i store galaksehobe, og mellem dem er der spindelvævsagtige tråde af stof – såkaldte filamenter.
Helt usynligt er stoffet mellem galaksehobene ikke, for filamenterne udsender en svag røntgenstråling, der kan opfanges af rumteleskoper som det europæiske XXM-Newton og det japanske Suzaku.
Røntgenbillederne af universet understøtter målingerne baseret på radioglimtene.
Forsinkede radioglimt afgør sagen
Astronomerne har analyseret 69 radioglimt, der har rejst igennem rummet i op til ni milliarder år, før de blev opfanget af radioteleskoperne.
Glimtene stammer sandsynligvis fra neutronstjerner - de kompakte rester af stjerner, der er eksploderet som supernovaer.
Radiobølgerne stoppes ikke af det stof, de støder på undervejs. Men de bremses en smule.
Johan Fynbo sammenligner fænomenet med det, der sker for lyset i regndråber, når der dannes en regnbue:
»Lys bevæger sig langsommere i vand end igennem luft. Hvor meget langsommere afhænger af bølgelængden af lyset. Derfor adskilles de forskellige farver, når lyset brydes i en regndråbe,« siger han og fortsætter:
»Det samme sker for radiobølgerne i radioglimt, der møder stof i universet. De bevæger sig langsommere, alt efter hvor mange partikler de møder på deres vej, men nedbremsningen afhænger også af deres bølgelængde. På den måde bliver det muligt at måle mængden af intergalaktisk stof.«
Den kosmiske tåge letter
Som studiets førsteforfatter, adjunkt Liam Conner fra Harvard University, siger det ifølge en pressemeddelelse fra Caltech:
»Radioglimtene skinner gennem tågen i det intergalaktiske medium. Ved præcist at måle, hvor meget de bliver forsinket, kan vi veje tågen, selv når den er for svag til at kunne ses.«
De amerikanske forskere glæder sig i øvrigt til, at et nyt radioteleskop kaldet DSA-2000 med hele 2.000 radioantenner bliver til virkelighed i Nevada. Indtil videre er det kun i planlægningsfasen.
Generelt er der fuld fart på forskningen i radioglimt, fortæller Johan Fynbo:
»Der kommer til at ske meget på dette felt. Om få år vil vi have analyseret flere hundrede radioglimt, og så kan vi med endnu større sikkerhed sige, hvor stoffet gemmer sig.«
»Det vil for eksempel gøre os klogere på, hvordan materiale bliver blæst ud af galakserne af kraftig stjernedannelse og senere falder ind i galakserne igen. Det skal vi have styr på, for at finde ud af hvordan galakser udvikler sig,« slutter han.
