科学家开始绘制支撑宇宙的隐藏网
1、 在计算了宇宙中所有明显地方(星系、星系团和星系间介质)的正常发光物质后,大约有一半仍然缺失。因此,不仅宇宙中85%的物质是由被称为“暗物质”的未知不可见物质组成的,而且我们甚至找不到所有应该存在的少量正常物质。
2、 这就是所谓的“重子缺失”问题。重子是发射或吸收光的粒子,如质子、中子或电子,它们构成了我们在周围看到的物质。据信,无法解释的重子隐藏在整个宇宙的丝状结构中,也被称为“宇宙网”。
3、 但是这个结构是难以捉摸的,到目前为止,我们只看到了它的一瞥。现在,发表在《科学》杂志上的一项新研究提供了一个更好的视角,这将使我们能够帮助绘制它的外观。
4、 宇宙网为“标准宇宙学模型”预测的宇宙大尺度结构提供了支持。宇宙学家认为有一个由暗物质组成的黑暗宇宙网和一个主要由氢组成的发光宇宙网。事实上,人们认为大爆炸期间产生的氢有60%存在于这些细丝中。
5、 气体单丝纤维网也被称为“热星际介质”(心血来潮),因为它的温度与太阳内部的温度大致相同。星系很可能形成于两个或更多这样的细丝与最致密物质的交汇处,这些细丝连接着宇宙中所有的星系团。
6、 到目前为止,我们还不能探测到暗物质。这是因为它不能发射或吸收光,所以用普通望远镜无法观察到。宇宙网的细丝也很容易找到,因为它们具有很高的扩散性,并且不会发出足够的光来被探测到。
7、 自从最初的预测以来,各种方法被用来集中搜索万维网。
8、 其中一个是依赖于宇的物体,它与气体细丝正好在同一视线内。灯丝中的氢原子可以吸收紫外线中特定波长的光。当按波长分解成光谱时,它可以被检测为背景物体发出的光中的一条吸收线。
9、 这种方法已经应用于类星体,类星体是远距离非常明亮的大质量物体,甚至有背景星系。
10、 星系照亮了网络。
11、 这项新的研究试图以一种全新的方式探测气体,这种方式可以二维成像宇宙网,而不是依赖吸收研究中使用的气体云后面亮源的随机位置。
12、 他们的研究对象通常被称为SSA22,是一个原始星系团,这意味着它是一个处于婴儿期的星系团。它比以前宇宙网测量的距离要远得多,它的光花了大约120亿年才到达我们这里。这意味着我们可以回到宇宙的早期,使科学家能够探索灯丝是如何首次组装的。
13、 几年前,许多非常明亮的恒星形成星系,被称为“亚毫米星系”,在其中心附近被发现。这项新研究发现了16个这样的星系和8个强大的X射线源。在这个早期,这种物体的密度很少发生。这些物体向灯丝中的所有氢提供大量的电离辐射,使灯丝发出我们可以探测到的光。这项技术比吸收更有前途。
14、 这项研究可以帮助解决的另一个谜团是亚毫米星系的形成。最常见的解释是,它们是两个正常星系合并的结果,从而形成了一个巨大的双光星系。
15、 然而,计算机模拟显示,这些星系可以从邻近宇宙网注入的冷气体中生长。这项新的研究证实了这种情况。
16、 该图显示了从图像顶部延伸到底部的气体细丝(蓝色)。白点是非常活跃的恒星形成星系,由细丝提供。信用:美田秀树
17、 详细地图
18、 这项新的研究为更系统的气体细丝二维绘图铺平了道路,这可以告诉我们它们在空间中的运动。
19、 未来的研究将有助于进一步绘制隐藏的宇宙网络。除了观察充满明亮物体的星系团,我们还可以跟踪无线电或x光波长的网络发射。然而,x光比奇德追踪的气体要热得多。拟议中的雅典娜x光观测站将提供附近宇宙中星系团周围热线的完整图像。
20、 2050年后,另一个建议的任务是利用宇宙微波背景(大爆炸留下的光)作为“背景光”,找到宇宙网留下的精美印记。
21、 所有这些工具将揭示宇宙网络的整个结构,并为我们提供宇宙中物质的明确普查。
22、 此外,我们知道重子在宇宙的暗物质细丝中沉淀,形成自己的细丝,就像现有波上的气泡一样。这意味着一张详细的气体细丝图可以帮助我们追踪隐藏的暗物质结构,最终帮助我们了解其神秘的本质。
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