【宇宙之謎】宇宙遺失了1/3的物質,它們去哪了?快遞盒大小的設備有了新發現

天空之城 2020/10/22 檢舉 我要評論

根據現在的宇宙模型,我們的宇宙有68.3%被暗能量佔據,有26.8被暗物質所佔據。而所有的恒星、黑洞、行星、星際物質所佔據的,只不過是可憐的4.9%。

可是,即便是這4.9%,科學家還「搞丟」了1/3,或者說,直到今天,科學家也只發現了其中的2/3,其餘的部分仍然是個謎。

大概在138.2億年前,我們的宇宙從一個奇點中誕生,這就是著名的宇宙大爆炸。在宇宙大爆炸後, 重子物質(baryonic matter)和 暗物質(dark matter)出現,但是二者之間除了引力之外幾乎沒有任何相互作用。我們自己、以及能看見、探測到的一切天體都是由重子組成的,因此我們至今也不知道暗物質到底是什麼。但是,即使是看得見的重子物質,也有些令科學家費解,因為他們只能找到宇宙中2/3的重子物質,另外1/3則「消失」了。

為了尋找這些「消失」了的重子物質,科學家們採用了多種手段,通過許多不同的方法進行研究。有些科學家就認為,這些重子物質可能就隱藏在星系之間的太空中。因此,愛荷華州物理和天文學系教授Philip Kaaret和他的團隊就對銀河系周圍進行了觀測,希望能夠到一些蛛絲馬跡。

最近,他們還真的有了一些新的發現。最有趣的是,提供這些發現的,竟然只是一個和快遞盒子差不多大的觀測設備—— HaloSat

HaloSat是NASA的一個立方衛星任務,由愛荷華城的愛荷華大學領導,包括NASA戈達德太空飛行中心、約翰-霍普金斯大學、位於科羅拉多州博爾德市的Blue Canyon技術公司等等組織和部門共同參與,最終研發出了這顆令人歎為觀止的人造衛星。

你可能以為天文探測設備都非常複雜而且巨大,這句話只對了一半,複雜則複雜矣,巨大卻不一定。HaloSat就是一個很好的例子,它的尺寸只有大約10cm*20cm*30cm,跟一個小的快遞盒子差不多一樣大,重量也只有12公斤,從尺寸上來講屬於典型的立方衛星。

2018年5月份,HaloSat從國際空間站被發射出去,是NASA天體物理學部門資助的第一顆立方衛星。

正所謂麻雀雖小,卻五臟俱全。HaloSat不僅僅是達到了普通太空探測器的標準,而且還有著自己獨特的優勢。從成本上講,這種小型的探測器可以生產得更多一點,迄今為止已經有6個立方衛星入選到這個天體物理學部系列中。從功能上講,這種低成本也沒有拉低衛星的能力,它可以進行宇宙中X射線的探測,並且具備更加廣闊的視野。

正因為有著這些優勢,HaloSat才能夠在研究銀河系周圍熱氣體光暈的工作中發揮出意想不到的作用。這些光暈,被稱為 環星系介質,Kaaret等人認為,它們或許是許多宇宙謎題的答案所在,所以借助了HaloSat的觀測能力,對這些環星系介質進行了觀測。

實際上,不只是我們銀河系,每一個星系都有這樣的環星系介質。它們的存在,對於一個星系的誕生和演化有著至關重要的作用。瞭解這些介質的性質,可以幫助我們探究宇宙是如何從只有氫和氦的混沌狀態,最終結合成為恒星,進而形成了行星、星系、彗星等等各種天體的。與此同時,它也可能是尋找宇宙中那1/3消失的重子物質的鑰匙。

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