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宇宙重子“蒸发”一半?科学家发现它们或藏于巨型热气团中

2024-11-16来源:天脉网编辑:瑞雪

在浩瀚无垠的宇宙中,隐藏着众多难以捉摸的“隐士”,其中最为人所熟知的莫过于暗物质与暗能量。据天文学家估算,这两大神秘力量占据了宇宙总质量的绝大部分——暗物质约占23%,暗能量更是高达73%,而我们所熟悉的可见物质,仅仅占据了微不足道的4%。然而,除了这些已经名声在外的“隐士”,宇宙中还有更多难以捕捉的“幽灵”在暗中徘徊,比如“消失的重子”。

重子,作为构成原子质量主体的质子和中子,一直以来都是宇宙物质构成的重要基石。然而,天文学家在对比100亿年前与当前宇宙物质成分时,却意外发现了一个惊人的现象:当前宇宙中的重子数量,竟然只有100亿年前的一半!另一半重子仿佛凭空消失了一般,无迹可寻。这一发现无疑对质量守恒定律构成了严峻挑战,也让天文学家们陷入了深深的困惑。

面对重子失踪的谜团,天文学家们并未放弃寻找答案。他们推测,这些失踪的重子很可能隐藏在宇宙的某个难以观测的角落,仍然在宇宙中发挥着作用。而最近,来自美国、欧盟和日本的科学家们通过太空观测仪器,终于发现了这些“隐士”的踪迹——我们的银河系以及附近的大、小麦哲伦星云,竟然被一个巨大的炽热气体团紧紧包围!

这一惊人发现是通过观测来自数亿光年远的X射线而得出的。科学家们发现,在银河系周围的空间中,有一部分X射线被某种未知物质吸收了。根据吸收情况的分析,科学家们判断,这些物质实际上构成了一个直径可能达到30万光年的巨大气团,而我们银河系的直径仅为10万光年。这个气团的质量更是惊人,达到了100亿到600亿个太阳的质量,温度也高达100万到250万度,远超太阳表面的温度。

然而,尽管这个热气团听起来如此可怕,但实际上我们并不需要担心被其吞噬。因为这里所说的“高温”,仅指气团中粒子的动能和势能较高,并不代表气团整体的温度。由于气团自身的物质密度极低,甚至最先进的望远镜也无法直接观测到其存在,只能通过X射线被吸收的现象来推测其存在。因此,即使我们被这个热气团包围,也不会有任何不适的感觉。

其实,这并不是科学家们首次发现宇宙中的热气团。早在十年前,就有科学家通过X射线被吸收的情况,推测出银河系之外的两个星系周围可能存在热气团。然而,这一发现当时并未引起足够的重视。如今,随着银河系也被证实处于热气团之中的事实,科学家们意识到,他们可能终于找到了重子失踪之谜的答案。那些失踪的重子,原来就躲藏在各个星系的周围,形成了这些巨大的热气团。由于密度极低,它们长期以来一直未被科学家们发现。

然而,随着热气团的被发现,科学家们又面临了新的困惑。比如,这个热气团究竟是在何时形成的?如果它在银河系和其他星系形成之初就已经存在,那么在这漫长的100亿年中,它是如何保持高温稳定状态的?科学家们猜测,可能是星系强大的引力束缚住了热气团中速度极快的高能粒子,使它们只能绕着星系的中心运动而无法逃离。而如果热气团是在银河系诞生后逐渐形成的,那么这些高能粒子又是如何被释放出来的呢?

热气团的发现还让我们对宇宙的结构有了全新的认识。过去,人们一直认为星系之间是空旷的场所,而重子组成的热气团却如此之大,以至于有的星系的热气团甚至彼此“接壤”,在宇宙空间中形成了一种超巨型的网状结构,填补了星系之间的空间。这一发现无疑将改变我们对宇宙结构的传统认知,开启人类对宇宙探索的新篇章。