神秘橋樑 鏈接仙女座與三角座星系(圖)



科學家們發現在仙女星系與三角座星系之間的星際空間內瀰散著一條「氫橋」(網路圖片)

據國外媒體報導,科學家們發現在仙女星系與三角座星系之間的星際空間內瀰散著一條「氫橋」,全長達到了78.2萬光年。科學家通過計算機模擬結果揭示了這種巨大的正常物質結構是如何產生並演化的,早在2004年之前,還沒有觀測直接發現它們的存在,直到天文學家羅伯特·布勞恩(Robert Braun)和大衛·斯爾克(David Thilker)在調查報告中提到在我們銀河系所處的本星系團中發現了奇怪的大尺度絲狀結構。

位於仙女座大星系與三角座星系之間的神秘鏈狀物質為中性氫原子團塊,這些物質存在於環繞在星系周圍的「星系暈」中,但是有些團塊卻不太尋常,似乎像是兩個星系之間的橋樑。「星系暈」是螺旋星系外圍籠罩的一層球狀分布的稀疏物質,其中不乏恆星和氣體等。許多研究人員懷疑這些看似鏈狀的「氫橋」是否有真實物質實體存在,對此澳大利亞國家科學院科學家羅伯特·布勞恩與位於馬里蘭州巴爾的摩的約翰霍普金斯大學的天文學家大衛·斯爾克使用了位於荷蘭的韋斯特博克綜合孔徑射電望遠鏡(WSRT)進行觀測。

但是該射電望遠鏡被認為存在觀測靈敏度的問題,研究人員探測到了微弱的團塊狀的中性氫,而細節太模糊無法分辨。根據在美國西弗吉尼亞州的綠岸射電望遠鏡陣列工作的科學家費利克斯·洛克曼(Felix Lockman)介紹:「較多的研究人員懷疑中性氫團塊存在的真實性,因為我們難以將其辨認出來。」但約翰霍普金斯大學的科學家並不這麼認為,難以分辨並不代表不能分辨,我們需要的是仔細探測和觀察。隨後,費利克斯·洛克曼和他的同事們使用了,綠岸射電陣列單座直徑達100米的碟形天線進行更詳細探測,該射電望遠鏡是目前世界上最大的完全可操縱的碟形天線。

由於綠岸射電望遠鏡的介入,使得對「氫橋」射電圖像的空間解析度提高五倍,結果發現在仙女座大星系與三角座星系之間卻是存在神秘的大尺度「氫橋」,由中性氫構成,布勞恩對此感到非常高興,因為這證明了這座巨大的橋並不是虛構的,是一個令人驚訝的發現,他對此評論到:這是一個重要的確認,證明了中性氫在大尺度結構上的存在,使我們後續研究充滿了信心。

研究人員認為這座巨型「氫橋」可能完全跨越仙女座大星系與三角座星系,長達達到78.2萬光年,其中完全充滿了中性氫。洛克曼的研究團隊將重點放在「氫橋」兩處區域,跨度大約為6500萬光年,他們估計每個區域中的中性氫可達到10萬個太陽質量。位於星系與星系之間的星際空間,存在於此的中性氫將受到宇宙輻射的作用,中性氫在射線的照射下,其電子會分離,並形成電離態的氫。

因此,科學家們估計這座數十萬光年的「氫橋」將不可避免地進入電離過程,事實上,它可能主要由電離態的氫構成,因為電離態的氫不會發出射電波,也不會被我們探測到,而中性氫是會發出射電波。布勞恩估計整個「氫橋」結構的質量將達到五億個太陽質量,並且隨著時間的推移將存在更多的電離態氫。根據目前的宇宙學研究結果,重子物質一部存在於恆星和星系之中,另外一部分以瀰散的形式存在於星際介質之間,通常以絲狀結構出現而傳播,另外一部分則是一個迷。

從本項研究推測,這些「失蹤的重子物質」可能存在於星系周圍的空間,其密度比星系中物質要小,但是我們從未見過這些物質。布勞恩認為失蹤的重子物質應該是存在於仙女座大星系與三角座星系之間的巨型「氫橋」,如果該結論被證實是正確的,那麼這是我們第一次接觸到難以捉摸的失蹤重子物質,科學家將其稱為溫熱星系間介質(WHIM)。

來自普林斯頓大學的物理學家耶利米( Jeremiah Ostriker)專門研究宇宙中物質的分布,他認為存在於仙女座大星系和三角座星系之間的「氫橋」就是溫熱星系間介質的證據。通過計算機的進一步模擬,科學家發現溫熱星系間介質形成的「宇宙橋樑」應該存在於多個或者所有的單個星系之中,甚至在星系團之間也存在其結構。



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