天文学家长久以来一直在追寻宇宙中一部分普通物质的踪迹,这些物质占据了宇宙总质量的约15%,但在可观测的宇宙结构中,始终有一半左右的普通物质似乎“消失”了。然而,最近的一项研究可能揭示了这一谜团的关键线索。
一个由多国科学家组成的团队,通过对环绕大多数星系的弥散氢气云进行深入研究,发现这些氢气云的规模远超此前的预期。这些庞大的氢气云,或许正是宇宙中所缺失的大部分普通物质的藏身之所。加州大学伯克利分校的天文学家西蒙·费拉罗作为该研究的共同作者,表示研究结果与所有缺失气体被找到的假设相吻合。这项研究的论文已在预印本服务器arXiv上发表,并正在接受同行评审,预计将在《物理评论快报》上正式发表。
为了揭示这些氢气云的秘密,研究人员利用了美国亚利桑那州基特峰国家天文台的暗能量光谱仪(DESI)以及智利阿塔卡马宇宙学望远镜的数据。通过DESI的观测数据,他们将约700万个星系的图像叠加,从而测量出星系边缘微弱的电离氢气晕。这些氢气晕通常过于微弱,难以通过常规方法进行观测。因此,研究团队创新性地测量了这些气体对宇宙微波背景辐射的影响,通过观察辐射的变暗或变亮来间接探测这些氢气云。
研究团队还惊人地发现,这些电离氢气云在星系之间形成了如同幽灵般的、近乎隐形的丝状结构。如果这些宇宙网络真的连接了宇宙中的大多数星系,那么它们的跨度就足以解释之前未被探测到的物质。这一发现不仅揭示了宇宙中缺失物质的去向,还可能对我们对黑洞行为的理解产生深远影响。
科学家最初认为,大多数星系中心的超大质量黑洞只在其生命早期喷射气体。然而,这些广泛存在的弥散气体云表明,这些黑洞的活跃程度可能比之前认为的更为频繁。加州大学伯克利分校的天文学家博里亚娜·哈兹伊丝卡作为该研究的主要作者,提出了一个有趣的假设:黑洞可能在所谓的“工作周期”中偶尔开启和关闭,从而不断喷射气体。
随着这一研究的深入,研究人员计划将这些新的测量结果纳入现有的宇宙学模型中。哈兹伊丝卡表示,已经有很多人对他们的测量结果产生了浓厚兴趣,并计划利用这些数据进行更深入的分析。这些分析将包括对这种弥散气体云的详细研究,有望为我们揭示更多关于宇宙的奥秘。