科学家定位星系周围失踪的普通物质

天文学家终于定位了宇宙中失踪的“普通”物质，解决了一个长达数十年的宇宙谜团。利用加拿大氢强度测绘实验（CHIME）望远镜的观测，研究人员识别出星系周围弥漫的热气体云，这些气体云构成了长期以来难以探测的重子物质。这种由质子和中子组成的普通物质，宇宙学模型早有预测，但此前一直未能在预期数量上被直接观测到。

这一发现影响了我们对宇宙组成的基本理解。重子物质——构成恒星、行星和生命体的物质——仅占宇宙的约5%，其余为暗物质和暗能量。然而，即使在这一小部分中，近一半在恒星和星系的调查中未被计入。新发现的气体云极其稀薄且炽热（约100万摄氏度），环绕着像银河系这样的星系，并远远延伸到其可见盘面之外。

这之所以重要，是因为它证实了标准宇宙学模型的一个关键预测，即重子物质应分布在星系之间的丝状网络中。位于加拿大不列颠哥伦比亚省的CHIME望远镜通过观测快速射电暴（FRBs）——来自遥远星系的短暂而强大的无线电波脉冲——探测到了失踪物质。当这些FRBs穿过炽热气体时，其信号在某些频率上发生延迟，从而揭示了气体的存在和密度。

研究中的具体数字包括：失踪物质位于星系的星系周介质（CGM）中，其密度与理论预期一致。这项发表在《自然》杂志上的研究使用了CHIME和加拿大氢强度测绘实验/快速射电暴（CHIME/FRB）项目的数据。研究团队分析了13个FRBs，以绘制沿其路径的电子分布，发现CGM包含足够的重子来解释失踪的部分。

背景：寻找失踪重子的工作已持续20多年。此前利用X射线和紫外观测的尝试仅发现了本地宇宙中预期重子的一半左右。CHIME望远镜于2017年开始运行，旨在测绘中性氢并探测FRBs，因此特别适合这项任务。

下一步：研究人员计划利用更多FRBs来完善测量，并更详细地绘制失踪物质分布图。未来的望远镜如平方公里阵列（SKA）可进一步确认这些发现，并探索CGM在星系演化中的作用。这一发现也为研究宇宙大尺度结构和星系形成过程开辟了新途径。