在星系团迷失的世界找到热等离子气体

　　一项对银河系外太空领域的研究帮助人们加深了对宇宙构成的理解，位于哼茨维尔的阿拉巴马大学的天体物理学家仔细查验了钱德拉X—射线天文台的观测数据，他们纠正了天文学家过去的一种看法：星系的可见物质比理论预测的数量要少。物质质量主要由重元素粒子构成，长期以来，在天体物理学界存在一种十分流行的观点，有一部分星系物质质量、或重子消失了，如何解释＂迷失的重子＂?这是天文学的一大课题。阿拉巴马大学的研究人员发现，＂迷失的重子＂没有之前估计的严重，一定比例的重子物质存在于大而明亮的星系团内。
　　经过对大型的星系团的观测和分析，科学小组发现，过去的天文观测忽视了一定比例的重子物质，它们没有消失，只是存在于大型星系团的气体之中。宇宙的可见物质由重子等粒子构成，它们来自于宇宙大爆炸后微观粒子的合成。科学小组的成员来自于阿拉巴马大学和英国的布里斯托大学等，牛津大学出版社发行、英国皇家天文学会举办的杂志《每月通讯》刊载了科学小组的发现成果。如何解释星系中重子数量的亏损现象？通过理论计算可以发现宇宙中缺少的重子数量，天文学家在观测中没有找到它们的踪迹。在宇宙的构成成分中，暗能量占到大约75%，物质和暗物质占到大约25%，其中大约有16%是我们熟悉的可见物质，84%是我们不熟悉的暗物质，可见物质构成了我们周围的天地万物。我们不知道暗物质如何构成，它们的存在和特性在人们的感官能力之外，暗物质由某种特定类型的物质粒子构成，它们似乎不能释放可探测的能量。
　　暗能量、暗物质和普通重子物质构成了一幅完整的物质世界＂饼图＂，它们各自的比例不同，不同物质类型的占比加起来等于100%，我们不知道什么是暗物质、什么是暗能量，但是，我们用简单而完整的物质＂饼图＂来描绘宇宙成分的构成。暗能量显示了排斥力的特性，暗物质和重子物质、或普通物质则显示了吸引力的属性，在暗物质和重子物质引力的作用下，宇宙万物在各自的范围内相互聚集，在物质聚合的过程中形成恒星和行星，星系和星系团。通过查验钱德拉X射线天文台的观测资料，科学小组发现，在星系和星系团之间的广袤空间有大量扩散性的灼热等离子气体，它们3的存在在一定程度上弥补了＂迷失的重子＂。
　　星系之间的空域充斥了炙热的等离子体气体，它们的温度达到了1亿度，等离子体气体在广袤的星际空间四处扩散，它们的热容量变得很低，就像人们将自己的手指伸进滚烫的沸水，或将手指伸进温度为212华氏度、或100摄氏度的房间，人们会做怎样的选择？显然，人们会选择将自己的手指伸进100摄氏度的房间，人们的经验选择符合物理学的解释，人的手指之所以能够承受房间的高温，这是由于热量在房间的扩散效应很大，房间的热容量比一壶开水的热容量低得多。
　　热气体由引力聚合起来，为什么热的气体在引力小的地方不能选择简单的逃逸？热的等离子气体帮助我们认识到两点，第一：测量普通物质的重子成分，重子物质存在于热气体中，第二，如果热气体聚在一起，那么可以测量将它们聚在一起的物质有多少，将它们聚在一起的暗物质有多少。从理论上分析，宇宙应当包含同样比例的可见物质和暗物质、或宇宙的物质分布基本均匀，在宇宙空间的任何地方抽取样本物质，物质和暗物质的比例都一样，天体物理学家利用宇宙微波辐射图谱来证明宇宙的物质分布基本均匀的事实。
　　宇宙微波辐射图谱反映了宇宙过去的样态，它是宇宙大爆炸后遗存的辐射，宇宙空间各处同样比例的可见物质和暗物质在大爆炸之后呈现均匀分布的状态，好像我们走到海洋岸边的各处，用勺子在海面上舀取一勺子的水，海水的盐分比重、或海水盐分的集中度各处一样，从此海岸取水、从彼海岸取水、或从任何位置的海面取水，海水盐分的比重相同。天体物理学家过去的研究表明，一些星系内的重子成分不足，与理论预期的成分存在差距，科学家要问，缺失的重子物质存在于什么地方？
　　星系内缺失的重子物质比重为16%，或有16%的重子物质迷失了一部分，科学小组小组认为，它们没有缺失、或遗失，所有的重子物质在星系团内。大多数明亮的星系团中含有理论预期的重子物质，没有出现占16%比例的重之物质丢失的现象。在过去天文研究的记录中出现了重子物质缺失的谜题，科学小组提出了一种新的理论思路，小一些的星系团与大一些的星系团相比，重子的集中度、或比重要低，在一些引力相对弱的区域，热的气体摆脱了引力的作用，逃逸出来的过程好像一些行星失去了大气层。气体在引力作用下聚合起来，而一部分气体由于引力的不足从气体团逃逸出来。大的星系团和小的星系团都成为科学小组的研究对象，为了进一步研究小的星系团，孙明博士从弗吉尼亚大学转入阿拉巴马大学，他对星系团中为什么有16%的重子物质出现缺失的现象抱有很大的兴趣和好奇心