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宇宙中约三分之一的物质不知所踪?美最新研究有助于破解这一宇宙奥秘

2019-02-18 21:23 前瞻网   

 

宇宙中约三分之一的物质不知所踪?美最新研究有助于破解这一宇宙奥秘

一幅艺术家画的插图,描绘了充满星际空间的气体细丝,以及这些细丝如何与类星体的X射线相互作用。图源:Springel et al. (2005)/NASA/CXC/CfA/ Kovacs等。

关于宇宙最重要的奥秘之一:宇宙中大约三分之一的物质藏在哪?天文学家认为他们在持续探索的过程中发现了新线索。

这些缺失的物质并非暗物质(暗物质是另一个让人抓耳挠腮的问题)。它们相当正常,而且很普通,但是科学家就是找不到。这就给天文学家探索宇宙带来了巨大的烦恼。但是多亏了美国宇航局的钱德拉X射线天文台,一个研究小组可能已经找到了一条线索,可以帮助他们追踪这些失踪的物质。

哈佛史密森天体物理学中心(Harvard Smithsonian Center for astrophysics)的博士生奥索亚·科瓦奇(Orsolya Kovacs)是该研究的第一作者。她在NASA的一份声明中说:“如果我们找到了这个失踪的物质,我们就能解决天体物理学中最大的难题之一:宇宙中组成恒星、行星和人体的物质中很多都不知所踪,它们都藏在哪里?”

科瓦奇和她的同事们探索了一个普遍的理论。该理论认为失踪的物质隐藏在遍布星际空间的温暖气体的丝状结构中。通常来讲这些细丝研究起来很困难,因为望远镜调到观测我们肉眼能看到的光线后,就无法发现记录这些丝状结构了。

所以研究人员想出了一个变通办法。他们转而研究钱德拉X射线天文台对一种名为H1821+643的类星体的观测,这种类星体会产生强烈的X射线信号,如果所有这些消失的物质真的隐藏在星系间的细丝中,就会扭曲类星体的信号。然后研究人员就可以逆向研究,将他们的预期与实际看到的进行比较。

他们还调整了搜索方向,开始追踪特定波长的X射线。他们认为,在观察到的特定类星体中,这种波长的X射线最能显示细丝的影响。这意味着他们实际上可以将类星体的X射线当做工具,而不仅仅是陶醉于其极其明亮的辐射中。

哈佛史密森天体物理中心的天体物理学家阿科斯·博格丹(Akos Bogdan)是这项新研究的共同作者。他在同一份声明中说:“原则上,我们的技术和在非洲广袤的平原上有效搜索动物类似。比如我们知道动物需要喝水,所以先在水坑附近找找看是有道理的。”

总之,研究小组用这种定向方法识别出了17种不同的细丝。研究人员利用他们的观察结果来计算这些细丝中隐藏的物质质量到底是多少。计算结果表明,无论如何,在宇宙的这片区域,缺失的物质确实隐藏在这些细丝结构中。

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责任编辑: 4002YHQ

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