近年來,天文學家們發現自己面臨著一個令人困擾的清單問題。普遍的觀點認為,暗物質和暗能量構成了宇宙的 95%,而普通物質,或重子——構成行星、恆星等的亞原子粒子——佔剩餘的 5%。問題是,藉助光學望遠鏡探測到的發光物質僅佔預期普通物質的 10%,而透過其他手段推斷出的重子也僅使總數達到 50%。
新的發現正在幫助彌合預測與觀測之間的這一差距。在今天發表在《自然》雜誌上的一篇論文中,科學家報告說,他們已經確定了其餘缺失物質的可能來源。來自錢德拉X射線天文臺的資料顯示,丟失的重子可能漂浮在星系際介質中彌散的氣體河流中,這些氣體太熱以至於無法用光學望遠鏡看到。
先前的研究表明,重子可能存在於極熱的星系際氣體中,但研究人員對重子的密度瞭解不足,無法對可能存在的重子數量得出確鑿的結論。在新的研究中,哈佛-史密森天體物理學中心的法布里齊奧·尼卡斯特羅 (Fabrizio Nicastro) 和他的同事們獲得了氣體的高質量光譜,當時氣體被類星體星系馬卡良 421 (見圖) 的耀斑照亮。根據這些光譜,該團隊確定氣體中重子的密度足以解釋缺失的物質。
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但是,本研究中取樣的區域是否代表宇宙的其餘部分尚不清楚。“新的紫外線和 X 射線天文臺是完成缺失重子清單所必需的,”科羅拉多大學的 J. 邁克爾·舒爾 (J. Michael Shull) 在一篇隨附的評論中寫道。“但它們將做更多的事情,讓天文學家能夠繪製出絲狀星系際物質的宇宙網路,第一批星系和恆星就是從中形成的。”