物理學家剛剛發現了宇宙中最後缺失的質子和中子

物理學家剛剛發現了宇宙中最後缺失的質子和中子

一位藝術家的插圖描繪了一個類星體,或超大質量,超夜光的黑洞。

宇宙的遺失物質已被發現,它在星星之間浮動。

研究宇宙古代歷史的研究人員知道有多少普通物質構成重子,這是包括質子和中子在內的一類亞原子粒子 - 宇宙在宇宙大爆炸期間產生的。研究現代宇宙的研究人員知道人類用望遠鏡可以看到多少普通的重子物質。

但直到最近,這些數字並不匹配:宇宙原始重子問題的三分之一失蹤。現在,通過觀測一個令人難以置信的明亮的黑洞,一個國際研究小組表示他們已經找到了它。

研究人員在今天(6月21日)發表在"自然"雜誌上的一項研究中寫道,失蹤的重子一直隱藏在星星之間漂浮的薄而熱的氧氣雲層中。這種氣體是高度電離的,這意味著它的大部分電子都沒有了,因此它有很強的正電荷。

"我們找到了失蹤的重子,"科羅拉多大學博爾德分校的一位天文學家邁克爾·沙爾說。

研究人員寫道,氧氣的信號太強烈,並且與源於類星體光的隨機波動一致。天文學家也排除了造成氧氣影子的微弱星系的可能性。

自從至少2011年以來,研究人員一直懷疑失蹤的重子可能隱藏在這種稱為熱 - 熱星系間介質(WHIM)的物質中,但WHIM很難直接觀察。為了發現隱藏在那裡的氣體,他們必須提出一個聰明的方案。

遠離地球的地方有黑洞吸食大量物質。這會導致被吸食的物質發出非常明亮的光,望遠鏡在地球上就可以發現它。研究人員稱這種黑洞為類星體—宇宙中最明亮的天體。這意味著來自類星體的光具有"高信噪比",在這種情況下很容易看出是否有東西遮擋了它。

指向類星體的望遠鏡不僅向天文學家講述物體本身,還揭示了類星體和望遠鏡之間漂浮的物體。在這種情況下,那是WHIM的細絲。

研究人員通過仔細觀察WHIM如何遮擋和改變從類星體發出的光進入兩臺望遠鏡的鏡頭時,能夠弄清楚WHIM是由什麼組成的。事實證明,答案是被加熱到接近180萬華氏度(100萬攝氏度)的氧氣。

這些缺失的重子與暗物質不一樣,研究者認為它存在,這是由於它對其他恆星的引力影響。這種物質被認為是比簡單重子更奇異的粒子形式存在。


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