天文学家发现一个巨大的缺失物质轴

关于宇宙中缺失物质下落的另一条线索刚刚从最大的局部宇宙结构中出现。

X 射线观测揭示了一个巨大的热气体细丝,长度约为 2300 万光年,位于这个巨大的 8,000 个星系团的四个子星系团之间的空间Shapley 超星系团.

“我们的结果第一次与我们在领先的宇宙模型中看到的结果非常吻合——这是以前从未发生过的事情。”天体物理学家康斯坦丁诺斯·米格卡斯 (Konstantinos Migkas) 说荷兰莱顿天文台。“看起来模拟一直都是正确的。”

这根细丝在 6.5 亿光年外的星系超星系团中跨越 2300 万光年。(ESA/XMM-Newton 和 ISAS/JAXA)

宇宙中的大多数物质包括“深色”品种我们不能轻易识别。仅在附近15% 的物质以更熟悉的质子、中子和电子的形式存在——我们可以称之为“正常物质”。

我们或多或少知道在早期宇宙中有多少正常物质,就在Big Bang,多亏了宇宙微波背景,当宇宙变得透明时,通过时空传播的化石辐射。

当我们把早期宇宙中正常物质的数量与现在的正常物质数量进行比较时,就会出现一个巨大的问题。一个星星,黑洞、星系、行星、尘埃、气体以及我们能看到的所有其他事物都只能解释大约是我们预期找到的一半。物质是无法被摧毁的,那么它到底去哪儿了呢?

对浩瀚无形宇宙网的模拟。亮点是星系和星系团。(Illustris 协作/Illustris 模拟)

我们最好的解释是,它最终进入了星际空间——大量的物质如此脆弱地分布在星际空间上宇宙网我们无法直接看到它。增加证据这个微弱的储层在过去几年中不断出现;而这种细丝的发现是迄今为止最好的证据之一。

相关:宇宙的一半物质缺失了。天文学家刚刚找到了它。

宇宙网是一个巨大的细丝网络暗物质跨越星系际空间,连接星系并充当”高速公路“ 沿着星系和物质是漏斗状的.我们不容易看到这些细丝,但 Migkas 和他的团队通过比较两台 X 射线望远镜的观测结果确定了一个。

现已退休的朱雀 X 射线望远镜非常适合观察分布在大表面积上的微弱 X 辐射,而XMM-牛顿可以分辨出非常亮的 X 射线的点源。研究人员使用前者拍摄的现有图像来检测细丝内气体的辉光,而后者的观察使他们能够从以下来源去除污染的 X 射线黑洞.

细丝、两个星系团和 XMM-Newton 确定的点源的图表。(ESA/XMM-Newton 和 ISAS/JAXA)

由此产生的结构是一个野兽,在两对名为 A3528S/N 和 A3530/32 的星系团之间伸展。在其 2300 万光年的长度上,它包含的物质足以填满 10 个银河系,在超过 1000 万摄氏度的温度下燃烧。

研究人员说,这正是根据对宇宙的模拟所预期的这种细丝。

“这项研究是望远镜之间合作的一个很好的例子,并为如何发现来自宇宙网微弱细丝的光线创造了新的基准,”天文学家和 XMM-Newton 项目科学家 Norbert Schartel 说欧洲航天局。

“更根本的是,它加强了我们的标准型号并验证了几十年的模拟:看来'缺失'的物质可能真的潜伏在编织在宇宙中难以看到的线索中。

该研究已发表在天文学与天体物理学.

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