科學家借助X射線找回部分宇宙丟失物質 | 陽光歷史

 

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科學家借助X射線找回部分宇宙丟失物質

2016年10月31日 宇宙奧秘-短篇 暫無評論 閱讀 59 次

據美國《科學》雜誌在線版近日報道,加州大學一名天體物理學家協同國際性研究小組發佈報告稱,他們借助X射線探測到部分宇宙丟失物質,這些是宇宙「失蹤家族」中的普通物質,由常規的原子構成。目前新的觀測數據顯示其十分符合宇宙學的標準模型。

  宇宙物質中有5%由重子組成,其餘有23%是難以捉摸的暗物質,另72%是更難以捉摸的暗能量。而僅僅這麼小的重子百分比中,尚有一半下落不明。在對宇宙年齡的十分之一處(即星系剛形成時)的星系間原子氫進行觀測,可以估計出當時重子物質的量,要遠多於現在的量,其他的重子物質就此丟失。而目前所有可見的恆星、星系和氣體的總值,其實比這丟失的一半還要小。此次研究觀測到的對象即屬於丟失的這一部分。


  星系形成的流體動力學模擬顯示,現今大量的重子物質可能存在於溫度介於幾十萬攝氏度到100萬攝氏度之間的溫熱星系際物質(WHIM),而不是位於恆星或者星系中。但這種氣體雲高溫且極其稀薄,就算被檢測到,證據也很模糊。


  行之有效的方法則是探測比氦重的元素的高電離吸收線。氧元素的O5+、O6+和O7+離子(天文學家稱其為O-Ⅵ、O-Ⅶ和O-Ⅷ)是非常重要的候選目標,這些氧離子的譜線只能在紫外線和X射線波段才能被觀測到。美國宇航局的「錢德拉」X射線太空望遠鏡與歐洲航天局的「XMM-牛頓」X射線太空望遠鏡使得這些觀測成為可能,利用X射線與星系間的O-Ⅷ,天文學家最終在4億光年外一個大型星系中捕獲到部分丟失的物質。


  研究人員目前正在積極分析相關數據,理論上,更多的宇宙丟失物質可以用此方法被尋回。也許此前關於宇宙密度的任何理論估計都是不可信的,如今終於有望一步步走向清晰,而天文家們也可由這次觀測推演出宇宙的演化歷史。


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