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宇宙“消失”的物质去哪儿了?科学家终于有了答案
发布日期:2025-06-17 13:47:36  稿源:网易科技

天文学家通过探测来自遥远爆炸的无线电波脉冲,在星系间的广袤虚空中定位了大量此前未被观测到的物质。研究人员近日在《自然·天文学》(Nature Astronomy)上发表报告称,宇宙中超过四分之三的正常原子物质以稀薄的温暖气体云形式隐藏在这些星系间空间中,解决了困扰科学界二十多年的“失踪重子(包括中子和质子等粒子)问题”。

过去,天文学家观测到的恒星、星系和气体云的总质量,与大爆炸理论预测的重子总量存在明显差距,宇宙中仅有5%是重子物质(如恒星、行星等可见物质),其余68%为暗能量,27%为暗物质。而快速射电暴(FRB)的观测填补了这一空白。绝大多数快速射电暴持续时间仅为几毫秒到几秒,多为一次性事件,少数则会不规则重复出现。这些短暂而强烈的无线电波暴发源自遥远星系,可能是由磁星等致密天体产生。当它们穿越星系间空间时,与气体中的电子相互作用,产生信号色散现象。通过分析这种色散,科学家能计算沿途气体的总量。

通过布设大范围分布的射电望远镜阵列,天文学家能够捕捉到足够多的脉冲信号,从而精确追踪其源星系的位置。

2020年,澳大利亚“平方公里阵列探路者(ASKAP)”望远镜首次利用少量快速射电暴数据估算了重子物质的总量,但无法精确定位其分布。最新研究基于69个已定位的快速射电暴(包括一个约90亿光年外的暴发),其中39个由美国快速射电暴探测装置“深度同步光学阵列110”(DSA-110)精确捕捉。

结果显示,76%的重子物质分布在星际间温气体云中,15%为星系周围的冷气体,仅9%构成恒星、行星以及所有天体。这一分布表明,星系会通过超新星爆发或黑洞活动将气体排出,形成“星系反馈”机制,该发现对理解星系演化至关重要。

科学家们正期待下一步,精确绘制被理论家称为‘宇宙网’的星系间气体丝状结构。有研究者认为,一旦射电阵能够定位上千个快速射电暴,这一目标就有望实现。

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