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不是暗物質!宇宙缺失的最後30%找到,幾百萬度高溫神秘物質遍布太空

目前獲得科學家們普遍認可的大爆炸理論認為,我們的宇宙由68.3%的暗能量,26.8%的不可見的暗物質,及4.9%的普通物質組成。進一步的研究發現,我們平時所見的星系、恆星及星系中五彩繽紛的氣體塵埃,僅占普通物質的10%,大部分的重子物質都不知所蹤,因而成為著名的重子缺失之謎。找到這些失蹤的重子,將為解開宇宙起源的基本問題提供重要的新見解。

2012年,一些科學家發現大量重子存在於星系間瀰漫的高度電離的氣體雲中,這種氣體雲溫度高達上百萬度,以X光形式向外輻射,但太過稀薄而難以觀測到,因而被稱為溫熱星系間介質(WHIM),約佔宇宙重子總數的60%。而NASA的一組科學家則發現,銀河系被一團巨大的熱氣暈包圍,直徑數十萬光年,質量達100億到600億太陽質量,溫度在100萬到250萬度之間,也可解釋部分缺失的重子之謎。

那麼還有30%的重子到哪兒去了呢?

義大利天體物理研究所和美國哈佛-史密森天體物理中心科學家們組成的一個國際研究小組為找到這些失蹤的重子,利用哈勃太空望遠鏡和歐洲空間局的XMM-牛頓衛星,分析了類星體1ES 1553的電磁輻射。

類星體是一種遙遠的極度明亮的天體,當高速旋轉的氣體墜入星系中心的超大質量黑洞時,能量會以電磁輻射的形式被釋放出來,成為宇宙中最亮的天體,可以超過其宿主星系中所有恆星的亮度,即使在數十億光年外也能看見。

類星體發出的明亮光線有助於科學家們觀察它和我們太陽系之間遼遠的宇宙空間,研究人員發現了一些高度電離的氧氣特徵,呈網狀的氣體絲,溫度在幾千到幾百萬度之間。研究人員根據這種氣體絲的密度,推斷它們在整個宇宙空間都存在的話,其質量正好相當於失蹤的30%重子。這就意味著,我們可見的所有星系、恆星等物質,其實只佔正常物質的一小部分,並且被這些網狀細絲和氣體雲緊緊纏繞,只有它們重量的1/9。

研究人員認為,這項研究如果成立,將成為檢驗大爆炸理論的關鍵支柱,可以計算出元素周期表中氫、氦及其它所有元素的重子普查數據。研究人員希望通過對其它類星體輻射的分析來證實他們的發現。

研究結果發表在6月20日《自然》雜誌上。

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