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科学家借助X射线找回部分宇宙丢失物质

 更新时间:2010-10-18 23:39

  据美国《科学》杂志在线版近日报道,加州大学一名天体物理学家协同国际性研究小组发布报告称,他们借助X射线探测到部分宇宙丢失物质,这些是宇宙“失踪家族”中的普通物质,由常规的原子构成。目前新的观测数据显示其十分符合宇宙学的标准模型。
  宇宙物质中有5%由重子组成,其余有23%是难以捉摸的暗物质,另72%是更难以捉摸的暗能量。而仅仅这么小的重子百分比中,尚有一半下落不明。在对宇宙年龄的十分之一处(即星系刚形成时)的星系间原子氢进行观测,可以估计出当时重子物质的量,要远多于现在的量,其他的重子物质就此丢失。而目前所有可见的恒星、星系和气体的总值,其实比这丢失的一半还要小。此次研究观测到的对象即属于丢失的这一部分。
  星系形成的流体动力学模拟显示,现今大量的重子物质可能存在于温度介于几十万摄氏度到100万摄氏度之间的温热星系际物质(WHIM),而不是位于恒星或者星系中。但这种气体云高温且极其稀薄,就算被检测到,证据也很模糊。
  行之有效的方法则是探测比氦重的元素的高电离吸收线。氧元素的O5+、O6+和O7+离子(天文学家称其为O-Ⅵ、O-Ⅶ和O-Ⅷ)是非常重要的候选目标,这些氧离子的谱线只能在紫外线和X射线波段才能被观测到。美国宇航局的“钱德拉”X射线太空望远镜与欧洲航天局的“XMM-牛顿”X射线太空望远镜使得这些观测成为可能,利用X射线与星系间的O-Ⅷ,天文学家最终在4亿光年外一个大型星系中捕获到部分丢失的物质。
  研究人员目前正在积极分析相关数据,理论上,更多的宇宙丢失物质可以用此方法被寻回。也许此前关于宇宙密度的任何理论估计都是不可信的,如今终于有望一步步走向清晰,而天文家们也可由这次观测推演出宇宙的演化历史。
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