射电暴隐含星系间“迷失的重子”线索

启东1

从银河系外传来神秘的射电波，科学家从中解开了宇宙学中一个悬而未决的谜题，天文学家第一次收到了从银河系外发来的超短波信号，一阵阵急促的射电暴强烈地显示，射电信号来源于银河系之外，它们每次持续了极短的几千分子一秒，重复出现的间隔时间大约为十秒，短瞬而急促的射电暴可能与科学家以前接收的某种未知射电信号的类型有关。国家级的射电天文台位于弗吉尼亚州的夏诺茨维尔，天文台的斯科特·润桑没有加入一支科学团队的项目研究，他相信这是过去几十年来在射电天文学领域取得的最重要的一项成果。
英国曼彻斯特大学的天文学家丹·桑顿带领了一支科学团队，对银河系以外的射电暴信号进行了检测，团队确定的研究课题为银河系外的射电暴，他们接收的射电暴信号在过去已经多次发生，2007年，一项研究报告表明，科学家检测到了某种有爆发式特征的射电信号，过去的几十年，从遥远的星系接收到了持续数天、数月时间的射电波，然而，科学家一直没有检测到从银河系以外的太空发出的超短波射电信号。



科学团队使用了澳大利亚64米直径的帕克斯射电望远镜的数据，帕克斯射电望远镜记载了短暂的射电暴信号，团队成员发现，至少有4次射电暴信号来源于银河系之外。在太空传播的射电波穿越了电离化物质，遭遇了电子“粒子海洋”的阻扰，低频率的射电波降低了强度，高频率的射电波强度完整地保留了下来，低频率的射电波被过滤，高频率的射电波以窄的或超短波的信号方式完成了长远距离传播，地面射电望远镜接收到了超短波的射电信号。
假如射电波仅在银河系内传播，那么当信号电子束传播到地球时将发生3%到6%的信号离散，传播特征强烈地指示，4次接收到的射电信号出自太空的不同地方，信号源在银河系以外的地方。射电电子束在星际空间传播，穿行的距离为17亿到32亿秒差距或55亿到100亿光年，超过了从地球表面到银河系边缘的距离。短促而明亮的射电暴可能从一个小而活力十足的天体发出，磁星是一颗小而致密的中子星，拥有高强度的磁场，射电暴信号标志了一个灾难性的天文事件，比如：超新星爆发形成了中子星。
中子星的形成与大质量的天体和能量有关，然而，射电暴的起源含有未知的神秘性，天文学家目前不能精确地判断，短暂而稍纵即逝的射电暴信号发自于太空的什么地方。澳大利亚帕克斯射电天文台的天文学家搜寻了射电暴的来源，在射电信号爆发的瞬间，该信号源标识的天体可能发出了明亮的光线，通过光学波段的望远镜即可观测，以光的波长等参数为依据，科学家可以精确计算信号源在遥远太空的方位。



只有精确地定位射电暴的来源，科学家才能使用离散性数学工具，模拟射电信号在太空传播的分布，确定在星系之间传播的电子束数量，在天体物理学概念的基础上，星际之间的电子数量或电子丰度表征了在星际之间传播的质子和中子的数量，质子数和中子数相当于重子的数量，科学家由此得到了星际间重子的数量，他们对星际间的重子数量有特别的兴趣，只有确定重子的数量，才能解决宇宙学中一个大的谜团。
早期宇宙的星系存在重子数量的预期分布或存在重子数丰度的理论预期，可以将重子数的丰度与今日宇宙的观测数据进行对比，但科学家在观测数据中没有找到预期的结果，在今日宇宙星系的观测中，重子的数量明显偏少，没有印证理论的预期或理论计算与实际观测的数据有很大的差别，可能是理论计算的偏差，可能是实际观测的偏离。科学家观测和分析了新型的射电暴，重新确定了星系中迷失的重子物质，它们的迷失是宇宙学的一大谜团，遥远的射电波可能包含了解开谜团的线索，《科学》杂志发表了科学团队的观测成果。



（编译：2021-7-7）