一场史诗般的宇宙大碰撞可能会提供宇宙缺失物质的证据

太空中一些最大结构之间的碰撞刚刚为我们提供了有关宇宙中最大谜团之一的线索：大量失踪物质的位置。

在星系团 Abell 98 中——两个星系亚群正在合并——科学家们发现了与被称为暖热星系际介质 (WHIM) 的气体相一致的细丝。

这种被认为漂浮在星系之间的等离子体雾恰好是在当地宇宙中测量到的称为“重子物质”的可见普通粒子短缺的主要候选者之一。

先前的证据表明 WHIM 存在，但事实证明很难找到足够的材料来论证它是如何导致重子丢失的。

哈佛-史密森尼天体物理中心 (CfA) 的天体物理学家 Arnab Sarkar 说：“事实证明，要找到这些缺失物质的细丝非常困难，而且已知的例子也很少。”我们可能已经确定了另一个。”

缺少物质是我们关于宇宙的奇怪问题之一。我们或多或少地知道物质/能量在整个宇宙中的分布。其中大部分是我们无法检测到的，因此甚至不知道它是什么：68% 是暗能量形式，27% 是暗物质形式。

剩下的 5% 左右是重子物质。这就是我们能探测到的，我们看到的一切都是由这些东西组成的：恒星、行星、尘埃、星系、云、黑洞、人类。

我们知道大爆炸时周围有多少重子物质，因为我们有那个时代遗留下来的辐射，即宇宙微波背景 (CMB)，科学家们已经能够对其进行解码。

然而，当科学家们今天开始评估我们周围的重子物质时，这些数字并没有加起来。有很多失误，在基于 CMB 的预测的一半到三分之一之间。

一个可能的位置是 WHIM；温度在 10,000 到 1000 万开尔文之间的气体细丝，其中重子被激波加热和压缩。然而，在更明亮的星系之间的空间中定位这些脆弱的结构一直很棘手。

进入 Abell 98，一个距离我们大约 14 亿光年的星系团。 Abell 98 的 X 射线观测揭示了两个子星团之间的热气结构。今年早些时候，Sarkar 和他的同事发表了一项分析，发现当子星团聚集在一起时，细丝包含巨大的冲击波。

他们的分析还探测了气体细丝的特性，并发现了两种不同的温度状态：一种为 2000 万开尔文，另一种为 1000 万开尔文。研究人员说，较热的气体可能是两个子星团周围重叠的气体晕圈的结果。

研究小组发现，另一方面，较冷的气体与理论 WHIM 范围的较热、较密集的一端是一致的。

在第二篇论文中，由 CfA 天体物理学家加布里埃拉·阿尔瓦雷斯 (Gabriella Alvarez) 领导的一组研究人员发现了 WHIM 的进一步证据，不是在两个子集群之间的空间，而是在远离冲击波前的子集群的另一侧。这也与更密集的 WHIM 一致。

研究人员在他们的论文中写道：“这些测量结果为更大规模结构的存在提供了诱人的证据，漫射的 WHIM 沿着宇宙细丝连接到星团的外围。”

我们仍然没有确定足够多的 WHIM 来解释所有丢失的重子。它也可能隐藏在其他地方；有证据表明，其中一些可能隐藏在星系之间伸展的气体细丝中，或者潜伏在星系间空间的薄薄气体云中。

但是我们检测 WHIM 的工具变得越来越强大，新一代的 X 射线望远镜正在上天。当他们凝视星空之间的虚空时，他们应该会揭示更多深空的秘密，以及潜伏在其中的东西。