第六百二十七章 重子

第六百二十七章 重子 (第2/2页)

这就使得不能冷却的暗物质扩散到一个大得多的范围。”
　　
　　五号说道。
　　
　　“得出了什么结论？”
　　
　　李思特问道。
　　
　　“结果是，要找到更具代表性的混合物质，我们必须考察更大的、更晚形成且冷却作用较小的结构。”
　　
　　五号说道。
　　
　　“你说的是星系团？”
　　
　　楚云问道。
　　
　　“是的，你们要知道，一个典型的富星系团可能包含1000个星系，支持它们对抗引力的是它们的无规速率。
　　
　　利用星系运动引起的多普勒效应，测出无规速率可超过1000公里每秒。
　　
　　多普勒效应使得星系波谱中的特征不是向蓝端就是向红端位移。”
　　
　　五号说道。
　　
　　“但是你要知道，这与宇宙膨胀产生的红移无关，后者必须从这些测量中扣除。”
　　
　　虚妄提醒道。
　　
　　“多普勒效应，会让令星系的动能等于它们的引力势能，就可以估计出星系团的总质量。
　　
　　这样的计算最早是弗里茨·兹威基在1930年代完成的，他得出了当时令人惊奇的结论：星系只占总质量的很小部分。
　　
　　也因为这个结论，致使许多天文学家将兹威基的发现忽略了几十年之久。”
　　
　　五号说道。
　　
　　“为什么？”
　　
　　楚云问道。
　　
　　“因为，在当时既没有粒子物理学实验背景，又缺少今天已知的宇宙模型的情况下，天文学家如果热心于试图通过观测将这种失踪物质证认为热气体的话，应该说是情理之中。
　　
　　然而却没有人这么做，这也许是因为气体的物理条件，使它不能用任何当时的手段探测到。”
　　
　　五号说道。
　　
　　“然后呢？”
　　
　　楚云问道。
　　
　　“你们要知道，气体粒子的运动速率与星系的相近，这相当于气体温度约1亿度，足以从原子核剥去除束缚最牢固的以外的全部电子，留下带正电荷的离子。
　　
　　这种电离气体的辐射主要在可被地球大气吸收掉的X射线波段。”
　　
　　五号说道。
　　
　　“然后呢？”
　　
　　楚云问道。
　　
　　“这就要从，1970年代发射X射线卫星天文台之后，才发现星系团是非常明亮的X射线源，人们终于认识到，热气体，或星系团内物质（ICM），是不能忽略。
　　
　　现在已经知道，ICM是星系团的一个很重要的成分。
　　
　　它不单是含有比星系更多的物质，它的温度和空间分布还可用来查找引力势，因而能够以比单用星系高得多的精度算出星系团的总质量。”
　　
　　五号说道。
　　
　　“怎么才能知道气体的总质量？”
　　
　　吴刚问道。
　　
　　“要得到气体的总质量，需要考察辐射速率。
　　
　　这一辐射是相反电荷粒子之间的碰撞产生的，因而依赖于气体密度的平方。
　　
　　我们观测的是投影发射，就是假设星系团是球对称的并被压扁在天空平面上，这样比较容易进行换算以求出密度如何随着离星系团中心的距离而变化。
　　
　　结果发现气体延伸范围比星系宽广得多，在有些情况下可追踪到离星系团中心几百万光年之处。”
　　
　　五号说道。
　　
　　(本章完)