作者:徐徐 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2017/10/11 15:34:05
选择字号:
部分宇宙丢失物质或被找到

 

超级计算机模拟建立了星系和星团如何在宇宙网中生长的模型。

图片来源:ANDREW PONTZEN AND FABIO GOVERNATO

如果你在无法找到钥匙时会感到沮丧,那么请想象一下天文学家的感受。多年来,天文学家一直没有找到他们认为宇宙肯定含有的约一半原子。如今,研究人员利用来自早期宇宙的辐射追踪到了很多丢失的物质。此项研究有助于巩固人们对宇宙如何随着时间流逝发生进化的理解。

标准宇宙模型显示,宇宙充斥着由巨量暗物质构成的细丝网,而星系被镶嵌在这张所谓的宇宙网中。科学家假定,丢失的原子位于在星际间延伸且由高度离子化气体构成的弥漫云层。这种有着上百万摄氏度的气体被称为“温热星系际物质”(WHIM),并且以X射线的形式发出光芒。不过,它非常稀薄,以至于很难被发现。利用能看见紫外辐射的观测台比如哈勃太空望远镜,天文学家能看见足够的WHIM以解释约50%~70%的丢失重子,但仍有很大一部分下落不明。

在最新研究中,来自英国爱丁堡大学的团队试图利用一种完全不同的光照来源——宇宙微波背景(CMB)挑出细丝网络中的WHIM。随着宇宙膨胀,CMB中的光子拉伸到更长的波长,并且冷却至比绝对零度高出几摄氏度的温度。当这些光子击中宇宙网中的电子时,它们会获得能量。同时,光子的波长被小幅度缩短。这一现象被称为苏尼亚耶夫—泽尔多维奇(SZ)效应。通过寻找SZ效应,研究人员可以追踪宇宙网中的WHIM。

SZ效应极其微弱,仅使光子波长缩短了约1/10000000。为获得足够强的信号以便观察到SZ效应,研究人员利用了斯隆数字巡天计划发现的100万个星系对,并将其图像堆放在一起。所有星系对均被类似距离隔开。可以确定的是,他们能在合并的图像中发现SZ效应,并且估测了令冷微波光子改性的热重子物质的数量。近日,研究人员在预印本服务器arXiv上报告了这一发现。

研究表明,宇宙网中的物质密度约是平均值的6倍。这足以将30%左右的丢失物质包含在内。不久前,一项发表于arXiv的独立研究利用SZ技术对26万个星系对进行了分析,并且得出类似结论。(徐徐)

更多阅读

《科学》网站相关报道(英文)

 
 打印  发E-mail给: 
    
 
以下评论只代表网友个人观点,不代表科学网观点。 

目前已有0条评论
相关新闻 相关论文

图片新闻
食草牛不会拯救气候 德科学家从爱思唯尔辞职以推动开放获取
基因给鹦鹉披上五彩衣 拉帕努伊人没见过南美人?
>>更多
 
一周新闻排行 一周新闻评论排行
 
千赢国际部推荐博文
 
论坛推荐
博评网