| 據國外媒體報道,一個由多國天文學家組成的研究小組日前稱,他們最近利用歐洲航天局發射的XMM-牛頓X射線衛星在宇宙中尋找到了部分失蹤物質。這對于人類最終破解宇宙的奧秘具有重要意義。
尋找神秘的失蹤物質
十年前,科學家們預言,大約一半的由失蹤物質組成的原子是以低密度氣體形式存在于宇宙間,它們填充在星系間廣袤的空間中。宇宙中的所有物質都是以網狀結構散布著,一團團星系便位于宇宙網中密集的節點上,它們是宇宙中最大的物體。天文學家們懷疑,低密度氣體充斥著整個宇宙網的細絲。過去,由于氣體的密度非常低,因此許多探測嘗試都不得不受阻。如今,借助XMM-牛頓X射線衛星的高靈敏度,天文學家們發現了這些氣體的最熱部分,它濃縮了宇宙小區域中整個網絲的X射線放射,這有助于科學家們進一步了解宇宙網的進化過程。
科學家們預測,這些氣體可能溫度很高,因此會放射出低能量的X射線。然而,氣體過低的密度使得觀測極為艱難。天文學家們使用XMM-牛頓天文台對一對星系團Abell 222和Abell 223進行了觀測,這對星系團距離地球23億光年遠,星系團系統的圖像和光譜顯示有一道熱氣體橋將兩個星系團聯結起來。研究小組的負責人、荷蘭太空研究所的諾伯特-沃納說:“我們在橋或網絲中觀測到的這個熱氣體,可能是宇宙網中散漫氣體溫度和密度最高的一部分,這部分被認為是宇宙中約半數重子物質的組成物。”研究小組的另一成員亞歷克西斯-費諾吉諾夫補充說:“此次有關失蹤重子的最熱部分的發現意義非常重大,因為目前我們有許多模型,且所有模型都預言失蹤的重子是某種熱氣體的形式,不過在解釋極端時卻不一致。”
諾伯特-沃納由此得出結論說:“這只是個開始。要搞清楚宇宙網中的物質分布,我們必須觀測更多的星系團系統,並通過發射一個專門的空間望遠鏡來觀測宇宙網,並且其靈敏度要比目前任何探測器都要高。我們的研究結果將對新探測器的研發提供可靠的必要條件。”歐洲航天局XMM-牛頓項目科學家諾伯特-查特爾評論此次發現說:“這次重大的突破對探測器研發而言是個好消息。經過艱辛的觀測工作後,我們發現了這些氣體,更重要的是我們目前已經知道從哪去尋找它。我希望未來能運用XMM-牛頓天文台,以宇宙中這種區域為目標,來進行後續研究。”
有助于揭開宇宙的奧秘
一直密切追蹤失蹤物質的天文學家找到了它們的部分隱藏位置:X射線衛星發現星系之間的空間存在著一片網狀熾熱氣體,它們構成的質量遠遠超過我們的眼睛能看到的物質的質量。科學家以前已經預言了這些稀薄的雲的存在,但是直到現在才被確證。它們讓天文學家離找到所有的正物質和揭開宇宙奧秘更近了一步。
天文學家們相信,宇宙主要被兩種未知的事物所支配:暗能量和暗物質。根據對大爆炸元素形成的研究,以及大爆炸輻射的微弱起伏,普通物質只佔宇宙總組成的不到5%。在這不到5%中,只有一小部分以恆星和星系的形式存在,而較冷的氣體雲所佔的比例更多。然而,望遠鏡所發現的普通物質還不足其總量的一半。理論家疑心,有一片由普通物質構成的稀薄氣體分布在空間中,溫度在100萬度左右。這種熾熱氣體的蹟象已經在附近的星系團中發現了,但是天文學家需要更多的細節才能看到其餘的彌漫狀氣體網。
這個研究組通過觀測另外兩個明亮的閃光,發現了類似的細絲狀氣體。諾伯特-沃納說,這些觀測結果共同組成的結論指出,存在廣泛分布的熾熱氣體網,而星系的引力還沒有把它們拉進星系裡。他談到,XMM-牛頓X射線衛星發現的氣體總量與“失蹤的”普通物質的質量相一致。美國科羅拉多大學的天文學家米歇爾-舒爾說,這個研究表明X射線衛星可以發現一些以其他方式不可見的氣體。“這個觀測結果看上去是真實的,這是第一次,”Shull說。“但是這只是冰山一角。”他預言,未來的X射線和紫外線望遠鏡將更加徹底的繪制出這個宇宙氣體網的地圖,並發現引力是如何讓星系和恆星穿上了今天這樣的熾熱網狀外衣的。 |