宇宙在哪里隐藏着它缺失的质量?


根据一项使用钱德拉数据的新研究,宇宙的“缺失质量”可能已经被发现。

在大爆炸后不久产生的大约三分之一的“正常”物质(即氢,氦和其他元素)在当今的宇宙中看不到。

一个想法是,这个缺失的质量今天是在被称为WHIM的温暖和热气体的细丝中。

研究人员认为,在数十亿光年外的类星体收集的X射线的吸收特征中可以看到WHIM的证据。

美国宇航局钱德拉X射线天文台的新结果可能有助于解决宇宙的“缺失质量”问题,正如我们最新的新闻稿所报道的那样。天文学家无法解释大约三分之一的正常物质 - 即氢,氦和其他元素 - 这些物质是在大爆炸后的第一个十亿年左右创造的。

科学家提出,缺失的质量可能隐藏在星系际空间中的温暖(温度低于100,000开尔文)和热(温度大于100,000 K)的巨大链或细丝中。这些细丝被天文学家称为“暖热星系际介质”或WHIM。它们对光学光学望远镜来说是不可见的,但是在紫外线下已经检测到灯丝中的一些暖气体。该图的主要部分来自千禧年模拟,该模拟使用超级计算机来制定宇宙的关键组成部分(包括WHIM)如何在宇宙时间内进化。

如果这些细丝存在,它们可以吸收某些类型的光,例如穿过它们的X射线。这张图中的插图代表了钱德拉从一个遥远的、快速增长的超大质量黑洞(称为类星体)收集的一些X射线数据。该图是一个光谱 - 波长范围内的X射线量 - 来自对类星体H1821 + 643的新研究,该类星体距离地球约34亿光年。

最新的结果使用了一种新技术,既可以仔细地寻找WHIM,又可以通过组合频谱的不同部分来增强相对较弱的吸收特征以找到有效的信号。通过这项技术,研究人员确定了位于类星体和地球之间的17种可能的细丝,并获得了它们的距离。

对于每根细丝,光谱在波长上移动以消除宇宙膨胀的影响,然后将所有细丝的光谱相加,以便所得光谱具有比单个光谱更强的信号。

事实上,研究小组没有发现单个光谱的吸收。但是通过将它们加在一起,他们将5.5天的观察结果转化为相当于近100天(约800万秒)的数据。这揭示了氧气的吸收线,预计存在于温度约为一百万开尔文的气体中。

通过从这些氧的观测推断到全套元素,以及从观测到的区域到局部宇宙,研究人员报告说,他们可以解释缺失物质的全部数量。

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