“消失”的一半普通物質(zhì)去哪了? 消失的重子或潛藏于星際空間

對年輕宇宙發(fā)出的光進行觀察，得到的數(shù)據(jù)表明，普通物質(zhì)約占宇宙總質(zhì)能的5%，但現(xiàn)在能看到的普通物質(zhì)加起來僅占預(yù)期物質(zhì)總量的一半左右，“消失”的一半普通物質(zhì)去哪了?科學(xué)家在最新一期《自然》雜志撰文指出，他們對來自其他星系的快速射電暴進行研究，發(fā)現(xiàn)宇宙中“消失”的一半普通物質(zhì)其實潛伏于星際空間。

這些“消失”的普通物質(zhì)由質(zhì)子和中子等重子組成，困擾了宇宙學(xué)家近20年。雖然他們一直懷疑，這些物質(zhì)隱藏在星系之間，“但我們無法確切地探測到它們，因為它們非常分散，也沒有發(fā)出明亮的光。”荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)天體物理學(xué)家賈森·赫塞爾說。

厘清星際空間中所有重子的方法是依靠其他星系發(fā)出的快速射電暴(FRB)，它們可能由中子星或黑洞周圍的高能活動產(chǎn)生。即使無人知道這些FRB產(chǎn)生的原因，它們也可以充當有用的重子探測器。FRB的高頻、高能無線電波比其低頻波更快穿過星系物質(zhì)。FRB脈沖波穿過的星際物質(zhì)越多，它的低頻波落得越遠，當無線電信號到達地球時就產(chǎn)生了可檢測到的拖尾現(xiàn)象。

美國加州大學(xué)圣克魯茲分校天體物理學(xué)家科薩維爾·普羅查斯卡及其同事研究了來自5個星系的5個FRB——由“澳大利亞平方公里陣列探路者”(ASKAP)射電望遠鏡檢測到。對每個FRB，研究人員比較了不同頻率無線電波的到達時間，以計算這些FRB在穿越星際空間時遇到的重子的數(shù)量，然后，利用FRB所在星系與銀河系之間的距離，計算出了該路徑的重子密度。

研究表明，銀河系與5個FRB宿主星系之間的平均物質(zhì)密度約為1個重子/立方米。普羅查斯卡說，銀河系中的物質(zhì)密度約為星際物質(zhì)密度的一百萬倍，這顯得星際物質(zhì)“非常稀疏”，但所有這些物質(zhì)加在一起，足以解釋宇宙中消失的普通物質(zhì)，使普通物質(zhì)占現(xiàn)代宇宙總質(zhì)能5%左右。(記者劉霞)

總編輯圈點

宇宙的大部分物質(zhì)，都未曾對人類露出真容。除了95%的暗能量和暗物質(zhì)，剩下的5%的“正常物質(zhì)”里，也有一半不知所蹤。遙遠宇宙中，會突然出現(xiàn)短暫而猛烈的無線電波暴發(fā)，時間短，能量強，這就是FRB。此次能發(fā)現(xiàn)數(shù)個FRB，也要多虧了位于澳大利亞的ASKAP，這是一個由36個無線電天線組成的陣列。從FRB得來的信息顯示，人類對普通物質(zhì)構(gòu)成的基本判斷沒什么問題，一部分普通物質(zhì)，確實漂浮在無垠的星際空間中。

關(guān)鍵詞： 重子 星際空間