中國西藏網(wǎng) > 即時(shí)新聞 > 時(shí)政

      科學(xué)家破解天文學(xué)難題 一箭雙雕揭秘第一代星系和暗物質(zhì)

      發(fā)布時(shí)間:2023-07-26 10:03:00來源: 科技日?qǐng)?bào)

        宇宙中第一代星系是如何形成的?暗物質(zhì)的性質(zhì)是什么?這兩大謎團(tuán)能否同時(shí)通過天文觀測(cè)進(jìn)行研究揭秘?

        最近,我國天文學(xué)家提出,通過測(cè)量21厘米森林的一維功率譜,未來的平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡(SKA)將能夠同時(shí)揭秘宇宙第一代星系和暗物質(zhì)的性質(zhì)。相關(guān)研究發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然·天文》上。

        探測(cè)21厘米森林一直面臨極大挑戰(zhàn)

        宇宙中存在大量的中性氫氣體。這些氣體中的氫原子在基態(tài)能級(jí)超精細(xì)結(jié)構(gòu)之間的躍遷,會(huì)產(chǎn)生電磁波波長為21厘米的線輻射,也就是中性氫21厘米線。

        中性氫21厘米線為天文學(xué)家探索宇宙提供了巨大的機(jī)遇。“中性氫21厘米線為探測(cè)宇宙黎明與第一代星系提供了獨(dú)一無二的手段。同時(shí),利用中性氫21厘米譜線探測(cè)宇宙黎明與再電離也是平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡最重要的科學(xué)目標(biāo)之一。”論文共同通訊作者、中國科學(xué)院國家天文臺(tái)研究員陳學(xué)雷說。

        同時(shí),宇宙早期各種結(jié)構(gòu)及其周圍的氫原子氣體會(huì)在高紅移射電點(diǎn)源的光譜上產(chǎn)生密集的21厘米吸收線。“這些吸收線叢,被天文學(xué)家形象地稱為21厘米森林。”陳學(xué)雷說,多年來,探測(cè)21厘米森林一直面臨極大挑戰(zhàn)。

        “主要原因有兩方面:一是21厘米森林信號(hào)微弱,并且探測(cè)它所依賴的宇宙黎明時(shí)期的射電亮源難以獲取;二是21厘米森林信號(hào)同時(shí)受到第一代星系加熱效應(yīng)和暗物質(zhì)性質(zhì)的影響,因此在觀測(cè)上我們很難區(qū)分這兩種效應(yīng)。這就使得21厘米森林探測(cè)難以實(shí)際用于限制第一代星系的加熱效應(yīng)或暗物質(zhì)的性質(zhì)。”論文共同通訊作者、中國科學(xué)院國家天文臺(tái)副研究員徐怡冬解釋。

        近年來,已經(jīng)有一批高紅移射電噪的類星體被發(fā)現(xiàn),而且平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡也進(jìn)入了工程建設(shè)階段,開展21厘米森林探測(cè)已迫在眉睫。

        在這項(xiàng)研究中,我國天文學(xué)家提出了一種原創(chuàng)性的統(tǒng)計(jì)測(cè)量方案,使得21厘米森林不僅能夠限制宇宙第一代星系的性質(zhì),還可以同時(shí)測(cè)量暗物質(zhì)粒子的質(zhì)量。

        新方法有望拓展人類對(duì)宇宙的認(rèn)知

        “我們意識(shí)到由第一代星系的加熱效應(yīng)和溫暗物質(zhì)引起的信號(hào)變化,在光譜上的尺度分布特征存在明顯不同。通過一維功率譜分析,我們未來可以從統(tǒng)計(jì)上區(qū)分這二者。”徐怡冬介紹。

        “21厘米森林的一維功率譜確實(shí)可以成為一箭雙雕的宇宙學(xué)探針,它為揭開暗物質(zhì)和第一代星系之謎提供了一種極有前景的新途徑。”論文共同通訊作者、東北大學(xué)教授張?chǎng)螐?qiáng)調(diào)。

        針對(duì)此研究,加拿大圓周理論物理研究所教授凱瑟琳·麥克評(píng)論道:“這項(xiàng)研究提出了一種有趣的方法,能夠利用21厘米森林功率譜同時(shí)限制宇宙X射線對(duì)星系際介質(zhì)的加熱,以及溫暗物質(zhì)的可能效應(yīng)這兩種現(xiàn)象。雖然以前的研究已經(jīng)檢查了21厘米森林作為星系際介質(zhì)探針的可能性,但將溫暗物質(zhì)效應(yīng)作為一個(gè)獨(dú)立信號(hào)包含進(jìn)來,則為未來的觀測(cè)提供了一個(gè)新的科學(xué)目標(biāo)。”

        《自然·天文》的編輯團(tuán)隊(duì)也針對(duì)這項(xiàng)研究發(fā)表了評(píng)論:“我們宇宙的最遠(yuǎn)處總是極為神秘,由于被塵埃、吸收光的原子和中間介質(zhì)中的氣體阻擋而很難直接觀測(cè)。這項(xiàng)研究將吸收轉(zhuǎn)化為一種優(yōu)勢(shì),利用它打破了其他方法所遭遇的不同效應(yīng)的簡(jiǎn)并,并可用于闡明早期宇宙的結(jié)構(gòu)形成。”

        研究人員表示,這一突破性方法的發(fā)展對(duì)于解開暗物質(zhì)和宇宙早期天體形成的奧秘具有重要意義,并將進(jìn)一步推動(dòng)我們對(duì)暗物質(zhì)的理解,揭示宇宙結(jié)構(gòu)形成及演化的過程。通過更深入的觀測(cè)和分析,我們有望在不久的將來獲得關(guān)于暗物質(zhì)性質(zhì)和早期星系形成的更多見解,進(jìn)一步拓展我們對(duì)宇宙的認(rèn)知。(記者 陸成寬)

      (責(zé)編:李雅妮)

      版權(quán)聲明:凡注明“來源:中國西藏網(wǎng)”或“中國西藏網(wǎng)文”的所有作品,版權(quán)歸高原(北京)文化傳播有限公司。任何媒體轉(zhuǎn)載、摘編、引用,須注明來源中國西藏網(wǎng)和署著作者名,否則將追究相關(guān)法律責(zé)任。

      主站蜘蛛池模板: 国产精品jizz在线观看老狼| 无码人妻精品一区二区三区9厂| 人妻少妇无码精品视频区| 草的爽免费视频| 国产热の有码热の无码视频| 97se亚洲综合在线| 女人把私密部位张开让男人桶 | 波多野给衣一区二区三区| 又爽又刺激的视频| 蜜中蜜3在线观看视频| 国产无遮挡又黄又爽免费网站| 51视频国产精品一区二区| 夜夜操免费视频| yy6080新视觉旧里番高清资源| 挺进白嫩老师下面视频| 久久国产精品久久精品国产| 最新69堂国产成人精品视频| 亚洲另类古典武侠| 欧美激情一欧美吧| 亚洲精品无码久久久久去Q| 看一级特黄a大一片| 动漫美女羞羞漫画| 精彩视频一区二区三区| 国产ts在线播放| 花季传媒app下载免费观看大全 | 精品长泽梓在线播放视频| 国产乱子伦一区二区三区| 黄色免费在线网址| 国产日韩精品在线| 午夜影院小视频| 国产精品bbwbbwbbw| 中国高清xvideossex| 国产精品无码一本二本三本色 | 国内精品久久久久国产盗摄| a级黄色片网站| 天天躁日日躁狠狠躁欧美老妇| 一个人看的免费观看日本视频www 一个人看的免费视频www在线高清动漫 | 内射白嫩少妇超碰| 老子影院午夜伦不卡不四虎卡| 国产乱码精品一区三上| 露脸国产自产拍在线观看|