劳伦斯·伯克利国家实验室的劳雷尔·凯尔纳 一项新的研究发现，一部分难以定位的粒子很可能散布在遥远的星系晕中
这项研究发现，这些重子物质粒子中的一些位于距离银河系中心600万光年的地方
这张彩色图像显示了仙女座星系的光环，仙女座星系是银河系最大的星系邻居
信用:NASA 研究人员已经引导宇宙最早的光——宇宙形成的遗迹，被称为宇宙微波背景——来解决一个缺失的物质之谜，并了解关于星系形成的新东西
他们的工作还可以帮助我们更好地理解暗能量，并通过提供星系向我们移动或远离我们的速度的新细节来检验爱因斯坦的广义相对论
不可见的暗物质和暗能量约占宇宙总质量和能量的95%，而被认为是普通物质的5%中的大部分也很大程度上是看不见的，比如星系外围的气体，它们构成了所谓的光环
这种普通物质的大部分由中子和质子组成，这些粒子被称为重子，存在于氢和氦等原子核中
只有大约10%的重子物质是以恒星的形式存在的，其余的大部分存在于星系之间的空间中，这些热的、分散的物质被称为温热的星系间介质或突发奇想
因为重子在空间中如此分散，科学家们很难清楚地了解它们在星系周围的位置和密度
由于这张普通物质所在位置的不完整图片，宇宙中的大部分重子可以被认为是“缺失的”
" 现在，一个国际研究团队，由美国大学的物理学家做出了重要贡献
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能源部劳伦斯·伯克利国家实验室(伯克利实验室)和康奈尔大学通过提供迄今为止最佳的测量方法，绘制了这些丢失重子的位置图，测量了它们在星系团周围的位置和密度
原来重子毕竟是在星系光晕中，而且这些光晕延伸的距离比流行模型预测的要远得多
虽然单个星系的大多数恒星通常都包含在距离星系中心约10万光年的区域内，但这些测量结果表明，对于给定的一组星系，最远的重子可以从它们的中心延伸约600万光年
矛盾的是，这种缺失的物质比暗物质更难描绘出来，我们可以通过它对正常物质的引力效应间接观察到暗物质
暗物质是未知的物质，约占宇宙的27%；暗能量以加速的速度推动宇宙中的物质分裂，约占宇宙的68%
“只有百分之几的普通物质是以恒星的形式存在的
“大部分是气体形式，通常太微弱，太扩散，无法探测，”伊曼纽尔·沙恩说，他是伯克利实验室物理部门的张伯伦博士后研究员，也是3月15日发表在《物理评论D》杂志上的两篇关于丢失重子的论文之一的主要作者
研究人员利用了一种被称为Sunyaev-Zel'dovich效应的过程，解释了CMB电子如何通过与星系团周围的热气体相互作用的散射过程获得能量的增加。
参与了这两项研究的伯克利实验室物理系研究员西蒙尼·费拉罗说:“这是一个超越星系位置和星系速度的绝佳机会。”
“我们的测量包含了大量关于这些星系运动速度的宇宙学信息
它将补充其他天文台所做的测量，使它们更加强大，”他说
康奈尔大学的一个研究小组，由助理教授斯特凡尼亚·阿莫德奥组成
尼古拉斯·巴塔格利亚教授和研究生艾米丽·莫瑟领导了测量的建模和解释，并探索了它们对弱引力透镜和星系形成的影响
研究人员开发的计算机算法将被证明有助于高精度地分析来自未来实验的“弱透镜”数据
当像星系和星系团这样的大质量物体大致排列在一条特定的位置线上时，就会发生透镜现象，这样引力扭曲实际上会弯曲和扭曲来自更远物体的光
弱透镜是科学家用来理解宇宙起源和演化的主要技术之一，包括对暗物质和暗能量的研究
学习重子物质的位置和分布使这些数据触手可及
费拉罗说:“这些测量对弱透镜有着深远的影响，我们希望这项技术能够非常有效地校准未来的弱透镜测量。”
沙恩指出，“我们也获得与星系形成相关的信息
" 在最新的研究中，研究人员依赖于新墨西哥州陆基重子振荡光谱测量的星系数据集，以及智利阿塔卡马宇宙学望远镜和欧洲航天局天基普朗克望远镜的CMB数据
伯克利实验室在博斯测绘工作中发挥了主导作用，并在国家科学研究中心开发了普朗克数据处理所需的计算架构
他们创造的算法受益于柯里超级计算机的分析，该计算机位于伯克利实验室，由能源部资助的国家能源研究科学计算中心
算法计算电子，允许它们忽略气体的化学成分
“这就像是钞票上的水印，”沙恩解释道
“如果你把它放在背光前，那么水印就像影子一样出现
对我们来说，背光就是宇宙微波背景
它用来从后面照亮气体，所以我们可以看到日冕物质抛射光穿过气体时的阴影
" 费拉罗说:“这是第一次真正意义重大的测量，真正确定了气体的位置
" 由研究人员创建的“拇指堆栈”软件提供的星系晕的新图片:巨大的、模糊的球形区域，远远超出恒星区域
这个软件可以有效地绘制这些光晕，甚至对于那些拥有低质量光晕的星系群和那些正在快速远离我们的星系(被称为“高红移”星系)
新的实验应该受益于晕圈绘图工具，包括暗能量分光镜检查仪、薇拉·鲁宾天文台、南希·格雷斯·罗马太空望远镜和欧几里德太空望远镜
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