天文學家利用快速射電暴揭開宇宙「失蹤物質」之謎

記者林育如／編譯

國際天文學界宣布一項里程碑式發現！《SPACE》最新報導，科學家們利用神秘的快速電波爆發（Fast Radio Bursts, FRBs）作為「宇宙探照燈」，成功定位並測量了宇宙中長期以來「失蹤」的普通物質。這項研究首次提供了缺失重子物質分佈的直接觀測證據，為解決宇宙學中一個長期存在的謎題帶來了突破。

宇宙的物質組成一直是一個核心問題。儘管暗物質佔據了絕大部分，但由原子構成的普通物質（重子物質）也有相當一部分未能被直接觀測到，它們被認為稀疏地分佈在星系之間和星系光暈中，形成難以察覺的「宇宙迷霧」。

由哈佛-史密森天體物理中心（CfA）研究員利亞姆·康納（Liam Connor）領導的團隊，利用 NASA 錢德拉 X 射線天文台和卡爾·格斯基甚甚大陣列（VLA）的數據，觀測了 69 個來自遙遠星系的 FRBs。這些短暫但極其強大的無線電波脈衝，在穿透星系際介質時，其光線會因物質的存在而產生特定方式的減慢和分裂。

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康納表示，FRBs穿透了星系際介質的迷霧，透過精確測量光線減慢的速度，我們得以測量這團迷霧的重量，即使它微弱到肉眼看不見。這項技術類似於觀察光線穿過稜鏡後的分裂，能從光線的「影子」反推出途徑物質的含量。

研究結果顯示，宇宙中約 76% 的正常物質散佈在星系之間的廣闊空間（星系際介質），另有 15% 存在於星系周圍巨大的彌散光暈中，其餘9%則集中在星系內部，組成了恆星和緻密氣體。這一分佈與先進的宇宙演化模擬預測高度一致，但這是首次透過觀測證實了這一點。

加州理工學院助理教授維克拉姆·拉維（Vikram Ravi）指出，這就像我們在看所有重子的影子，FRBs 就像背景光。他強調，這項發現不僅提升了對星系如何生長的理解，也確立了 FRBs 作為探索宇宙基本組成的強大新工具的地位。

這項研究已於 6 月 16 日發表在權威期刊《自然天文學》（Nature Astronomy）上。隨著未來如 DSA-2000 等新型射電望遠鏡的建設，每年將能探測並定位數以萬計的 FRBs，這將極大豐富我們對這些神秘爆發的理解，並進一步鞏固它們在宇宙學研究中的重要作用。

資料來源：《SPACE》

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