天文学家确定宇宙中“失踪”物质的位置 | 路透社
ويل دانم
华盛顿6月16日(路透社)——在我们的宇宙中存在两种物质,一种是不可见的暗物质,仅通过其巨大的引力效应被认知;另一种则是普通物质,如气体、尘埃、恒星、行星,以及我们在地球日常生活中所能看到和触摸到的一切。
科学家估计普通物质仅占宇宙总物质的约15%,但他们一直难以确定这些物质的确切位置,仍有约一半处于"失踪"状态。借助来自宇宙中69个位置的强烈射电暴信号,研究人员现已找到这些"失踪物质"。
广告·继续滚动阅读研究人员表示,这些物质主要隐藏为稀薄气体形态,散布于星系间的广袤空间,其发现得益于它们对穿越太空的无线电波产生的影响。这种稀薄气体构成了星系间介质,可被描述为星系间的雾霭。
科学家此前通过计算宇宙大爆炸(约138亿年前)遗留的观测光线,已推算出普通物质的总量。但实际观测中始终无法找到其中半数物质。
哈佛大学天文学教授利亚姆·康纳(研究主要作者,成果发表于周一《自然·天文学》期刊)表示:“我们长期困惑的问题是——它们藏在哪里?答案似乎是:存在于远离星系的、扩散的宇宙网状细丝结构中。”
广告·继续滚动阅读研究团队最终确定,少量失踪物质以环绕星系(包括我们的银河系)的晕状结构存在。
普通物质由重子构成,这些亚原子粒子(质子和中子)是构建物质原子的基本成分。
康纳说:“人类、行星和恒星都是由重子构成的。而暗物质则是一种神秘的物质,构成了宇宙中大部分的物质。我们不知道暗物质是由什么新粒子或物质构成的。”
* “更重要的谜团”
康纳表示:“如果宇宙是一个更无聊的地方,或者物理定律不同,你会发现所有普通物质都会落入星系中冷却并形成恒星,直到每个质子和中子都成为恒星的一部分。但事实并非如此。”
因此,这些剧烈的物理过程将普通物质抛射到极远的距离,并将其投入宇宙的深渊。这些气体并非处于通常状态,而是以等离子体的形式存在,电子与质子分离。
用于探测和测量缺失普通物质的机制涉及一种称为快速射电暴的现象,这是来自宇宙遥远点的强烈无线电波爆发。虽然其确切原因仍不清楚,但主要假设是它们由具有极强磁力的中子星产生,这些中子星是大质量恒星死亡后形成的致密、炽热的残余物。
当来自快速射电暴源的无线电波频率的光传播到地球时,它会散射成不同的波长,就像棱镜将太阳光分解成彩虹一样。这种散射的程度取决于光路径中存在多少物质,从而提供了一种观测和测量物质的方法,否则这些地方将仍然未知。
快速射电暴的位置被确定在距离地球高达91亿光年的地方,这是记录中最远的距离。一光年是光在一年中行进的距离,即9.5万亿公里。
现在,知道了所有普通物质的位置,研究人员能够确定其分布。大约76%存在于星系之间的空间中,约15%存在于星系晕中,而剩下的9%主要集中在星系内部,主要以恒星或气体的形式存在。
康纳说:“我们现在可以转向关于宇宙中普通物质的更重要的谜题。”
他补充道:“除此之外还有:暗物质的本质是什么,为什么它难以直接测量?”
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