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宇宙中失蹤的質子和中子去哪兒了?

原始重子潛伏于漫天繁星間的氧氣團

發布時間:2018-06-27 15:00:36 來源:科技日報 記者 劉霞

  據美國太空網近日報道,一個國際科研團隊在最新一期《自然》雜志撰文稱,科學家最近發現,宇宙大爆炸產生的原始重子(一種亞原子粒子,包括質子和中子),有三分之一失蹤了。通過對一顆極其明亮的黑洞進行巧妙觀察,他們找到了這些“迷途羔羊”,原來它們潛伏于浮動在漫天繁星間的氧氣團內。

  論文合著者、美國科羅拉多大學博爾德分校天文學家米迦勒·沙爾說:“我們在氧氣團內找到了失蹤的重子。這些氧氣團纖薄且熾熱,高度電離——失去了大部分電子,帶強正電荷。”

  至少從2011年以來,研究人員就一直懷疑,失蹤的重子可能隱藏在這種被稱為“暖—熱星系間介質”(WHIM)的物質中,但WHIM很難直接觀察,因此,科學家不得不另辟蹊徑。

  研究人員解釋,遠離地球的地方有黑洞吞食大量物質,這些物質會發出耀眼的光亮,地球上的望遠鏡可以看見。這類超大質量、超明亮的黑洞被稱為類星體,是宇宙中最亮的物體。這意味著類星體發出的光具有“高信噪比”——很容易看出是否有東西讓其模糊。將望遠鏡對準類星體不僅可以了解類星體本身,還可以揭示在類星體和望遠鏡之間漂浮的物體。

  在最新研究中,科學家發現了WHIM的游絲。而且,通過仔細觀察WHIM如何遮擋和改變類星體發出的光,弄清楚了WHIM的組成成分——加熱到約100萬攝氏度的氧氣。

  研究人員認為,鑒于對其他星星施加的引力作用,“走丟的”重子與暗物質并非一回事,暗物質粒子以比簡單重子更奇特的粒子形式存在。

  他們表示,從觀察到的WHIM中可以推斷,有多少重子物質以氧氣形式漂浮于宇宙各處。為了確證和完善這些觀測,還將進一步觀察其他類星體和使其模糊的WHIM。

標簽:重子;氧氣;類星體;觀察;黑洞;失蹤;宇宙;科學家;亞原子粒子;國際科研責任編輯:孫璐
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