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银河系中部分失踪物质“现身”

潮汐力破坏作用形成的气体云(艺术印象画)。

据悉,天文学家们首次利用遥远星系作为“闪烁的导航系统”来定位、识别银河系中的部分失踪物质”。

几十年来,科学家们一直无法解释宇宙中所有的理论预测物质。他们认为,大部分宇宙质量来自暗物质和暗能量,剩余5%的“正常物质”构成了恒星、行星、小行星和其他万物。这便是所谓的重子物质(baryonic matter)。然而,能够直接测量的重子物质只占预期量的一半左右。

澳大利亚悉尼大学物理学院的博士生Yuanming Wang开发了一种帮助追踪这些缺失物质的独创方法。她用该方法在距离地球约10光年的银河系里找到了一股此前从未发现的冷气体流。该气体流长约10000亿千米,宽约100亿千米,质量约等于月球质量。相关论文近日发表在《皇家天文学会月报》上。

Wang介绍道:“我们怀疑,大部分‘失踪’的重子物质是以冷气体云的形式存在的――要么在星系内部,要么在星系之间。这种气体无法用传统方法探测,因为它自身并不发出可见光,而且温度太低,也无法通过射电天文观测手段探测到。”幸运的是,射电源的“闪烁”方式总能给天文学家一些启发。

Wang指出:“我们在天空中一条巨型的线状物上发现了五个闪烁的射电源。我们的分析结果表明,它们发出的光一定穿过了同一冷气体团。”

就像可见光在穿过地球大气层时被扭曲,从而让群星闪烁一样,当射电波穿过物质时,物质也会影响其亮度。Wang和同事们发现了这种“闪烁”现象。

该论文的另一位作者、曼利天体物理学研究所(Manly Astrophysics)的Artem Tuntsov博士解释道:“我们还不太确定这片奇怪的云是什么。有一种可能是,它属于氢‘雪云’,在附近恒星的干扰下,形成了一团又长又薄的气体。”

由于氢在零下260度会结冰,理论学家提出,宇宙中一些丢失的重子物质可能被锁定在这些云团中。过去,它们几乎不可能直接被探测到,但现在,有了新方法,天文学家们便能以背景星系作为“导航仪”,帮助识别这种‘看不见的’冷气体团。

发现气体团的观测数据由联邦科学与工业研究组织(CSIRO)旗下的澳大利亚平方千米阵列探路者(ASKAP)射电望远镜采集。CSIRO的首席研究工程师Keith Bannister博士说:“正是由于ASKAP视野广阔,我们才能一次性观测到成千上万的星系,这也为测量气体云的形状奠定了基础。”

Murphy教授补充道:“这是我们第一次在同一冷气体云后发现多个‘闪烁体’。在接下来的几年里,我们应该能借助ASKAP,使用相似方法来探测银河系中大量的类似气体结构。”

科界原创

编译:朱明逸

审稿:西莫

责编:陈之涵

期刊来源:《皇家天文学会月报》

期刊编号:0035-8711

原文链接:

https://phys.org/news/2021-02-student-astronomer-galactic.html

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