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宇宙最后一批“失踪”的普通物质现身

科普小知识2022-01-20 13:24:12
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一个国际天文研究小组在最新一期的英国杂志《自然》上宣布,他们发现了宇宙中最后一批“失踪”的普通物质——重子。到目前为止,大爆炸理论预言的所有重子都已经出现。

重子物质是一种常见的物质,由中子和质子等重子组成。目前认为,宇宙中的大部分质量属于神秘的暗物质和暗能量,普通重子占宇宙总质量的近5%。然而,在这一小部分中,先前发现的重子只有理论预测的60%到70%,大约有三分之一的差距,好像有些重子“失踪”了。

来自意大利罗马天文台、美国哈佛史密森尼天体物理中心和其他机构的研究人员称,新发现的物质是星系间的热等离子体。

根据现有的理论,天文照片中华丽的星系只含有大约10%的重子物质,大量物质分布在星系之间的广阔空间,其中相当一部分是温度在数万至数百万摄氏度之间的等离子体。它们被称为“温暖的星系际物质”。然而,在过去,只观察到这些物质的低温部分,而高温部分缺乏可靠的观察数据。

研究人员称,他们使用欧洲航天局的X射线观测卫星XMM-Newton长期观测一个遥远的类星体。类星体是非常活跃的星系核,在非常远的距离也非常明亮。它们是研究大尺度宇宙的“灯塔”。对类星体的光谱分析表明,有两条谱线与星系中的物质无关,它们是类星体的光穿过高温部分的温暖星系间物质时产生的。

结合其他观测数据,研究人员计算了这部分物质的分布密度和总量,发现它与理论预测一致,可以大致填补重子统计的空白。然而,这个结论仍然不确定,需要通过观察更多的类星体来验证。