普通物質(zhì),或者說重子物質(zhì),構(gòu)成了我們所知的全部物質(zhì),從生命到恒星再到黑洞的核心。但直到現(xiàn)在,天體物理學(xué)家才找到大約三分之二由理論預(yù)言中的宇宙大爆炸創(chuàng)造的物質(zhì)。
在最近一項新的研究中,一個國際小組在星系之間的空間中找到了缺失的三分之一。研究合著者之一,科羅拉多大學(xué)博爾德分校的Michael Shull表示,這個缺失的物質(zhì)在大約100萬攝氏度的溫度下以氧氣絲形式存在。
這一發(fā)現(xiàn)是天體物理學(xué)的重要一步,是測試大爆炸理論的關(guān)鍵支柱之一:通過統(tǒng)計調(diào)查氫和氦以及元素周期表中所有其他元素的重子來測試大爆炸理論。該研究由意大利國家天體物理學(xué)研究所的天文學(xué)家Fabrizio Nicastro主導(dǎo),參與該研究的還有哈佛-史密松森天體物理中心的天文學(xué)家。
研究人員清楚了解在哪里可以找到宇宙中絕大部分的普通物質(zhì),注意不要與科學(xué)家尚未找到的暗物質(zhì)混淆。普通物質(zhì)大約有10%位于星系,接近60%位于星系間彌漫的氣體云之中。
2012年,Shull和同事預(yù)測,缺少的的30%重子可能在一種類似于網(wǎng)絡(luò)的空間中,被稱為溫?zé)嵝请H介質(zhì)(WHIM)。
為了在星系之間尋找缺失的原子,該研究小組把一系列的觀測衛(wèi)星指向一個叫做1ES 1553的類星體,它是一個星系中心的超大質(zhì)量黑洞,正在消耗并釋放出大量的氣體與輻射,它基本上是一個非常明亮的太空燈塔。
天文學(xué)家可以通過記錄一個類星體的輻射如何穿過太空來收集大量的信息,有點像水手在霧中看到燈塔。首先,研究人員利用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡上的宇宙起源光譜儀,以了解他們在哪里可以找到缺失的重子。接下來,他們使用歐洲航天局的X射線多鏡任務(wù)(XMM-牛頓)衛(wèi)星來集中于這些重子。
類星體
研究小組發(fā)現(xiàn),類星體和我們的太陽系之間存在著一種高度離子化氧氣的特征。并且在一個足夠高的密度下,當(dāng)它們被類推到整個宇宙時,就占了普通物質(zhì)的最后30%。
Shull懷疑星系和類星體在數(shù)十億年的時間里把這種氣體吹進(jìn)了深空。接下來,研究人員還需要把觀測衛(wèi)星指向更明亮的類星體來確認(rèn)他們的發(fā)現(xiàn)。
這項新研究已經(jīng)發(fā)表在6月20日的《自然》(Nature)雜志上。
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