物理科技生物学-PHYICA

紫炎传在线宇宙爆发揭开了宇宙缺失的物质

天文学与空间 2021-12-22 00:01:14

国际射电天文学研究中心 FRB以一束明亮的无线电波离开它的宿主星系

信用:ICRAR 天文学家利用神秘的快速射电爆发来解开一个长达数十年的“失踪物质”之谜,这个谜长期以来被预言存在于宇宙中,但从未被发现

研究人员已经确定,所有下落不明的正常物质都存在于恒星和星系之间的广阔空间中,今天在《自然》杂志上有详细的报道

第一作者、国际射电天文学研究中心柯廷大学中心的让-皮埃尔·马克夸特副教授说,天文学家已经寻找失踪物质将近30年了

“我们从大爆炸的测量中知道宇宙开始时有多少物质,”他说

“但是当我们向外看现在的宇宙时,我们找不到一半应该在那里的东西

这有点尴尬

星系间的空间非常稀疏

丢失的物质只相当于一个普通办公室大小的房间里的一两个原子

所以用传统技术和望远镜很难探测到这种物质

" 研究人员能够利用快速无线电爆发现象直接探测到丢失的物质——短暂的能量闪光似乎来自天空中的随机方向,持续时间只有几毫秒

科学家们还不知道是什么导致了它们,但是它一定包含了难以置信的能量,相当于80年后太阳释放的能量

它们很难被探测到,因为天文学家不知道何时何地寻找它们

麦克夸特副教授说,研究小组通过使用快速无线电脉冲作为“宇宙称重站”来探测丢失的物质

" 他说:“快速射电爆发产生的辐射被缺失的物质扩散开,就像你看到阳光的颜色在棱镜中被分离一样。”

“我们现在已经能够测量到足够快的射电爆发的距离,从而确定宇宙的密度

我们只需要六个人就能找到这个丢失的东西

" 在这种情况下,缺失的物质是重子物质,或“正常”物质——就像构成恒星、行星和人类的质子和中子

它不同于暗物质,后者仍然难以捉摸,约占宇宙总物质的85%

合著者J教授

加州大学圣克鲁斯分校的泽维尔·普罗恰斯卡说,科学家们用20多年来最大的望远镜寻找这一缺失的物质都没有成功

“快速射电爆发的发现以及它们对遥远星系的定位是解开这个谜团的关键突破,”他说

另一位来自史文朋科技大学的合著者,副教授瑞安·香农说,关键在于所使用的望远镜,即澳大利亚科学与工业研究组织的澳大利亚平方公里阵列探路者射电望远镜

他说:“ASKAP既有广阔的视野,大约是满月的60倍,又能以高分辨率成像。”

“这意味着我们可以相对容易地捕捉到爆发,然后以难以置信的精度精确定位到它们的宿主星系

“当脉冲到达望远镜时,它会在几分之一秒内记录下一个实时动作回放,”博士说

基思·班尼斯特来自澳大利亚国家科学局,他设计了这项研究中使用的脉冲捕获系统

“这使得精确确定快速无线电脉冲的位置成为可能,其宽度相当于200米外的一根头发,”他说

麦克夸特副教授说,研究小组还确定了快速无线电波爆发的距离和它在宇宙中传播时如何传播的关系

“我们已经发现了相当于哈勃-勒迈特定律的星系,只适用于快速的射电爆发,”他说

“哈勃-勒迈特定律表明,星系离我们越远,它离我们越远,它支撑着所有星系在宇宙距离上的测量

" 研究中使用的快速射电爆发是利用位于西澳大利亚内陆Murchison射电天文台的ASKAP发现的

参与这项发现的国际团队包括来自澳大利亚、美国和智利的天文学家

ASKAP是未来平方公里阵列望远镜的先驱

SKA可以观察到大量的快速射电爆发,这给了天文学家更大的能力来研究宇宙中以前看不见的结构

《自然》杂志于2020年5月28日发表了“由局域快速射电爆发引起的宇宙重子普查”

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