宇宙的一半物质缺失了。天文学家刚刚找到了它。

对天空的新分析终于证实了宇宙中缺失的那一半可见物质的藏身之处。

在星系周围的空间中，它以巨大、看不见的电离氢云的形式潜伏着。通常情况下，这是不可能看到的——但一个由天文学家和天体物理学家组成的大型国际团队已经开发出一种技术，可以在星空中的黑暗中揭示它的隐藏位置。

调查项目证实宇宙中缺失的一半物质以星系际氢雾的形式出现，它从星系的活跃核心中喷出的距离比以前任何人认为的都要远。

“我们认为，一旦我们远离银河系，我们就会回收所有缺失的气体。”天文学家 Boryana Hadzhiyska 说加州大学伯克利分校和劳伦斯伯克利国家实验室。

“为了更准确，我们必须通过模拟进行仔细分析，但我们还没有这样做。我们想做一个仔细的工作。

正常物质或重子物质约占宇宙物质能量分布的 5%;剩下的就是暗物质（27%） 和暗能量（68%）。暗物质和暗能量完全是另一回事，但失踪重子物质之谜是几十年来一直困扰科学家的问题。

问题是，我们根本不知道其中很大一部分在哪里。氢约占宇宙的 90%由 Atoms和73%（质量百分比）;因此，缺失的重子物质的很大一部分是氢。科学家估计，我们已经放错了宇宙中 50% 以上的氢。

太空中的氢可以被辐射电离，导致其微弱地发光，但在星系之间的空间中，气体太分散，辉光太微弱，因此不容易被检测到。

但是，寻找看不见的氢云的方法不止一种。一种越来越受欢迎的方法是观察其背后的光线变化——宇宙微波背景，宇宙中弥漫在宇宙中的“第一道光”化石。

“宇宙微波背景位于我们在宇宙中看到的一切的背面。这是可观测宇宙的边缘。宇宙学家西蒙娜·费拉罗 （Simone Ferraro） 说劳伦斯伯克利国家实验室。“所以你可以把它当作背光来查看气体在哪里。”

当这种光穿过电离氢的漫射云时，它会在散射气体中的电子时变亮或变暗。这称为运动学Sunyaev-Zel'dovich 效应.不过，正如你可能想象的那样，宇宙微波背景真的很微弱，也很难看到。

所以，解决方案是堆叠。你把一堆观察结果放在一起，把它们叠在一起，以强调非常非常微弱的特征。研究人员对银河系 80 亿光年半径内的 100 多万个发光的红色星系进行了这项研究。

他们的结果表明，包裹在这些星系周围的氢晕比我们想象的要大得多。它还提供了一个诱人的可能性，即光晕甚至比这次调查能够检测到的要大得多。

“测量结果肯定与找到所有气体是一致的，”Ferraro 说.

然而，正如天文学中很常见的那样，这一发现也引发了新的问题。氢晕被喂食既可以通过来自星系外部的气体落到它上面，也可以通过超大质量的活跃相黑洞在银河系的中心。

当黑洞以高速率进食时，它的磁场会发射出巨大的物质射流，这些物质可以爆炸数百万光年进入星际空间，以及强风向各个方向爆炸，将任何气体推入星系内部，减少恒星的形成（因为恒星是由气体形成的）。

发现比预期更大的光晕表明，黑洞活动可能是偶发性的，会打开和关闭。这与黑洞看起来处于休眠状态突然燃烧起来.这是与我们的星系演化模型相关的信息。

这只是拼图的一部分。其他绘制宇宙中缺失重子的尝试表明，其中一些是束缚在细丝中的暗物质形成宇宙网，连接着遥远距离的星系。该团队的工作为天文学家提供了一种寻找氢的新方法;现在他们只需要把碎片拼凑起来。

“这项工作为令人兴奋的新研究方向打开了大门，”他们在报纸上写字.

“了解气体和暗物质之间的联系不仅有助于未来的宇宙学分析，也有助于我们理解星系的形成和演化。这篇论文为越来越多的旨在揭示大型宇宙学调查时代宇宙气体复杂性的工作增添了重要的部分。

该研究已提交到物理评论信，可在arXiv.

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