科学家们可能终于找到了宇宙中“缺失的一半”物质的藏身之处

科学家们可能终于找到了宇宙中“缺失的一半”物质的藏身之处

艺术家对银河系周围电离气体光环的描绘(中心)。像这样的气态晕可能包含比以前认为的更大比例的宇宙常规物质。(图片来源:NASA/CXC/M.Weis;NASA/CXC/俄亥俄州立大学/A Gupta等人)

(蜘蛛网eeook.com)据美国生活科学网站(乔安娜·汤普森):宇宙中缺失的物质可能终于被发现了。

天文学家认为,规则物质(即非暗物质)约占宇宙总质量的15%。然而,多年来,研究人员在试图量化它时遇到了一个问题:他们在恒星、星系和我们能看到的其他空间结构中找不到大约一半的“正常”物质。

但现在,一个大型的国际研究小组发现,大多数星系周围的扩散氢气比科学家以前认为的要广泛得多——事实上,它如此广泛,以至于可以解释宇宙中大部分缺失的物质,该小组说。

加州大学伯克利分校的天文学家、该研究的合著者西蒙·费拉罗在一份声明中说:“这些测量结果肯定与发现所有(缺失的)气体是一致的。”。该研究目前可在预印本服务器arXiv上获得,并正在接受同行评审,以发表在《物理评论快报》杂志上。

寻找失踪物品

为了进行调查,研究人员使用了亚利桑那州基特峰国家天文台的暗能量光谱仪(DESI)以及智利阿塔卡马宇宙学望远镜的数据。

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利用DESI观测,该团队堆叠了大约700万个星系的图像,以测量星系边缘电离氢气的微弱晕。这些光晕通常太微弱,无法通过正常方法看到。因此,研究小组测量了气体使宇宙微波背景辐射变暗或变亮的程度——宇宙大爆炸遗留下来的辐射在整个宇宙中普遍存在。

科学家们可能终于找到了宇宙中“缺失的一半”物质的藏身之处

阿塔卡马宇宙学望远镜获得的宇宙微波背景辐射图。圆圈突出了电离氢气散射辐射的地方。(图片来源:ACT;宇宙学和天体粒子物理学杂志)

该团队还发现,电离氢云在星系之间形成了幽灵般的、几乎看不见的细丝。如果它连接了宇宙中的大多数星系,这个宇宙网将很容易跨越足够远的距离来解释以前未被发现的物质。

黑洞值班

这一发现也可能改变我们对黑洞行为的了解。科学家最初认为,大多数星系中心的超大质量黑洞在生命周期的早期只会喷出气体射流。但如此广泛的弥漫气体云的存在表明,这些黑洞可能比以前认为的更频繁地变得活跃。

“其中一个假设是,(黑洞)在所谓的占空比中偶尔会开启和关闭,”第一研究作者、加州大学伯克利分校的天文学家Boryana Hadzhiyska在声明中说。

下一步将是将新的测量结果纳入现有的宇宙学模型。Hadzhiyska说:“有很多人有兴趣使用我们的测量结果进行非常彻底的分析,包括这种气体。”




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