快速射电暴在宇宙中揪出“失踪物质”

科技工作者之家  |   2020-05-29 15:35

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快速射电暴(FRB)以射电电波爆发的明亮形态远离它的宿主星系。

虽然人们长期对宇宙中的一种“失踪物质”进行了预测,但直到最近才发现它的踪迹。这种缺失的物质就是重子物质(baryonic matter)。不同于暗物质,重子物质和构成恒星、行星等的质子和中子一样,属于“正常”物质。

据美国“优睿科”网站5月27日消息称,天文学家利用神秘的快速射电暴(FRB),解开了这个存在了30年之久的“失踪物质”之谜。他们在恒星和星系之间的广阔空间中发现了所有缺失的“正常”物质。同日出版的《自然》杂志对此进行了详细报道。

论文第一作者、国际射电天文学研究中心(ICRAR)澳大利亚科廷大学(Curtin University)分部的Jean-Pierre Macquart副教授介绍道:“我们通过对大爆炸进行测量,得知了宇宙诞生之初的物质总量。然而,当我们观测现在的宇宙时,却发现本应该存在的物质的缺失量超过半数。星系之间的空间非常稀疏,缺失的物质只相当于一间普通办公室大小的房间里的一两个原子。因而用传统技术和望远镜很难探测到这种物质。”

在这项研究中,科学家成功地利用快速射电爆发现象直接探测到了丢失的物质。FRB是一种短暂的能量闪光,有可能来自天空中的任意方向,持续时间只有几毫秒。尽管科学家们还不知道是什么原因导致了这类现象的发生,但是这其中一定包含着令人难以置信的能量:一次FRB的能量相当于太阳在80年中释放的总能量。

Macquart副教授表示,研究小组通过将快速无线电脉冲作为“宇宙称重站”,检测到了失踪物质。他解释说:“FRB产生的辐射会被缺失的物质延展开来。我们现在已经能够测量足够远的快速射电暴的距离,从而确定宇宙的密度。现在我们只需要6个FRB,就能找到重子物质。”

论文作者、美国加州大学圣克鲁斯分校(UC Santa Cruz)的J. Xavier Prochaska教授表示,20多年来,虽然他们一直在用大型望远镜寻找这一失踪物质,但都没有成功。他补充道:“FRB的发现及其在遥远星系中的定位,是解开这个谜题的关键突破口。”

科界原创  

编译:朱明逸  

审稿:西莫 

责编:雷鑫宇 

期刊来源: 《自然》

期刊编号: 0028-0836

原文链接:

 https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-05/icfr-cbu052420.php

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