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天文学家猜了20年的银河系神秘微波信号来自钻石云

科普小知识2022-06-05 09:26:51
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天文学家猜了20年的银河系神秘微波信号来自钻石云

银河系中的几个区域将发射神秘的微波光,这让科学家们困惑了20多年。这种信号被称为异常微波辐射,通常由高速旋转的纳米粒子释放。

但是它们是什么样的纳米粒子呢?经过多年的观察,来自英国卡迪夫大学的天文学家简·格里夫斯团队已经确定了三个神秘信号的来源:三个孕育新恒星的原行星盘。

这些原始行星盘的红外信号符合纳米尺寸钻石晶体的独特特征,即它们是三簇钻石云。

相关论文发表在6月11日北京时间23: 00的《自然天文学》杂志上。

许多新生恒星被原行星盘结构所包围,原行星盘结构通常是一团致密的气体,含有构成未来恒星系统的物质,就像一个炽热的熔炉。这种高能环境促进了比沙子小10万倍的纳米金刚石的形成。此前,在地球上也发现了含有纳米钻石的陨石。

格里夫的团队使用西弗吉尼亚州的绿色海岸射电望远镜和澳大利亚密集阵列望远镜观察了银河系中的14颗新生恒星,其中3颗释放出明显异常的微波辐射。这也是氢化钻石的特征信号,出现在这三颗恒星的红外光谱中。氢化金刚石是一种表面被含氢分子包围的金刚石结构。

“如果这是一个巧合,那就不到万分之一。”绿色海岸天文台的天文学家大卫·福尔格说。

以前,关于异常微波辐射源的主流推测是一类叫做多环芳烃的有机分子。这些有机分子广泛存在于星际空间,发出独特的弱红外光,但波长与纳米金刚石发出的红外光不同。

“用霍姆斯式的逻辑来排除其他可能性,我们现在可以说,产生这种微波光的最佳候选者是存在于新生恒星周围的纳米钻石。”格里夫说。

这一发现不仅有助于科学家进一步了解星系诞生初期的环境,而且与大爆炸的研究密切相关。根据宇宙膨胀理论,宇宙在大爆炸后的很短时间内迅速膨胀。如果膨胀速度超过光速,它将在宇宙微波背景信号中留下独特的偏振轨迹。然而,高速旋转的纳米金刚石发出的信号很难被极化。研究大爆炸“余辉”的天文学家必须移除这种有希望的微波信号。