利用无线电爆发找到隐藏的「重子」

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  我们日常生活周遭所见的物质,由质子与中子这类「重子」主宰,但在全宇宙的能量占比中不超过5%,超过95%的质能分布由我们还很陌生的暗物质及暗能量组成。不过仅仅是这5%的重子物质,科学家也还没全部找到。

宇宙质能总分布。ESA普朗克卫星资料。
宇宙质能总分布。ESA普朗克卫星资料。

  宇宙中的重子会以恒星、尘埃或气体等方式呈现,但科学家放眼望去,只找到了这5%的一半。我们对宇宙的了解已经够少了,少了这一半我们就只能掌握宇宙仅2.5%的总质能。消失的2.5%也许是不发光的黑洞,或者是过于低温、低密度的星际物质,或者是受到我们还不清楚的机制影响。

  现在有研究团队提出了全新的想法来找寻这些隐藏的重子。利用遥远的高能脉冲,在通过密度极低的宇宙空间后,其路径上的重子物质相当于电磁波的介质,会使脉冲频谱拉宽,产生色散的现象。原理如同阳光通过三稜镜后分散成七个颜色,根据色散程度可以回推介质的性质。

  该团队为中子星的脉冲及成因还不清楚的「快速无线电爆发(FRB)」建立测试模型,它们短暂且高能的特性使得色散的效应有可能被测量。特别是FRB的观测,科学家近年正快速累积FRB的观测样本,未来或许可以利用这个方法了解隐藏的重子。(编译/台北天文馆虞景翔)

资料来源:AAS NOVA

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