美科学家证实任一空间长时间曝光会发现更多恒星宇宙一半恒星或在星系之外

美科学家证实任一空间长时间曝光会发现更多恒星宇宙一半恒星或在星系之外

http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2014-11-30

流浪恒星队伍庞大：宇宙一半恒星或在星系之外

这张资料照片显示的是一颗最古老恒星（箭头指示处）。这颗恒星编号SMSS J031300.36-670839.3，距离地球大约6000光年。新华社/法新

　　参考消息网报道加州理工学院的研究人员提出了一项独特理论，称宇宙中一半的恒星可能位于星系之外，以“孤独恒星”的形式存在。如果能够证实这一发现，将解开困扰天文学界数十年的宇宙中“丢失的物质”之谜。相关研究结果已刊登在最新一期《科学》杂志上。

　　据西班牙《阿贝赛报》11月25日报道，由于“孤独恒星”发出的光非常微弱，所以此前天文学家们一直没能觉察到它们的存在。没有人知道这些已经存在的“孤独恒星”，尽管天文学家多年来一直怀疑“在星系之外”可能有比想象多得多的东西。现在，利用新技术天文学家终于发现了这些“流浪的恒星”，而且队伍庞大。这一发现将有助于科学家解开宇宙中“丢失的物质”之谜。

　　所有天文学家都十分清楚，天文学界尚未找出足够多的“质量”来解释为何宇宙能够连在一起保持一个整体。大部分尚未被发现的质量由“暗物质”构成，它们不会发出任何辐射，因此也不能被人类的工具直接观测到。但单就普通物质而言，比例并不平衡。

　　实际上，尽管一些估计认为宇宙中的普通物质占宇宙全部质量的将近5%(暗物质应该占23%)，但天文学家能观测到的普通物质只有2.5%。

　　这是一个巨大的“缺口”，也是“丢失的普通物质”之谜的理论基础，这不能与神秘的暗物质相混淆。无论人类怎样努力，都无法通过天文望远镜观测到暗物质，因为它们并不发光。但是人们却可以看到那些丢失的普通物质——如果知道它们在哪里的话。

　　很多年来天文学界一直在努力寻找“丢失的普通物质”的踪影。有人认为它们可能藏在黑洞里。也有人认为它们可能以“恒星尸体”的形式存在。即便通过“哈勃”望远镜对太空进行一次彻底认真地扫描，也无法发现这些“多余的”物质到底在哪里。

　　这让加州理工学院的天文学家们开始考虑，能不能调整望远镜的观测角度，对准那些大的光源，如整个星系，这或许是找到它们的最佳方式。因为如果这些物质根本不存在于星系之内，而是之外呢？

　　为了验证这一假设，研究团队设计了“宇宙红外线背景实验”卫星(CIBER)，用一种与以往完全不同的角度来解决这一问题。不光测量具体点的光源，而是来自空间的特定部分的所有光源。用这种方式，即便是最微弱和弥散性的不能单独被发现的光源也能被看到。这就好比在一个足球场内，通过人群发出的喧哗声来估算观众的人数，而不是一个人挨着一个人地数数。

　　显然这样的方法无法在地球完成，因为大气是最大的障碍。使用太空望远镜也不太适当，因为视野太小。研究负责人迈克尔·曾科夫指出，“‘哈勃’望远镜的视野只有一张小邮票那么大，而‘宇宙红外背景实验’卫星的视野则是满月的20倍”。

　　为了能拍摄到一张曝光足够长的照片，研究团队将设备加载在火箭上，并将其发射到距地面300千米的高度，从而远离大气层。然后当火箭开始向地球下坠时，一台摄像机就可以拍摄到7分钟曝光长度的照片，用两个分光计测量收集到的光源在不同红外线色带上的强度。

　　“宇宙红外线背景实验”卫星可以一次性测量星系内数以百万计的光源。然后研究人员在排除掉来自已知星系的光源，只留下理论上任何物质也没有的空间的光源。最后研究人员发现，这些星系之间的空间并不完全是黑的，而是从深处发出微弱如幽灵般的光辉，目前尚无法解释这“深处”到底是哪里。

　　唯一可能的解释是，这些“多余的”光来自于星系以外的恒星。虽然光线太弱，以至于无法单个地区分开来自哪些恒星，但却足以让“宇宙红外线背景实验”卫星监测到它们发出的混合光亮。

　　这些恒星是如何到了星系以外的地方呢？众所周知，恒星通常诞生于星系之内，但几十年前天文学界也已经知道，当两个星系发生碰撞后，许多恒星就会受到“重力碰撞”，把它们集体推到星系以外的地方。

　　曾科夫认为，如果这些恒星也有自己的行星，上面的智能生命体“一定会感到非常孤独，因为它们生活在及其黑暗的环境中”。

　　这些“孤独恒星”能否填上那2.5%的缺口呢？研究人员认为答案是肯定的。事实上，通过“宇宙红外线背景实验”卫星测量的结果显示50%的恒星处于星系以外。但是要想最终揭开“丢失的物质”之谜还要进行更多的研究。(编译/王萌)

[新浪网]

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