開店寶支付河南2宗違法被罰1984萬 為亞聯(lián)發(fā)展關(guān)聯(lián)方
2023-07-08 05:14:47
中國天文學(xué)家提出新方法：“一箭雙雕”揭秘宇宙第一代星系和暗物質(zhì)
2023-07-08 05:14:47 來源: 環(huán)球網(wǎng)
中新網(wǎng)北京7月7日電 (記者 孫自法)宇宙中第一代星系是如何形成的？暗物質(zhì)的性質(zhì)是什么？這兩大謎團(tuán)能否同時(shí)通過天文觀測進(jìn)行研究揭秘？
中國科學(xué)院國家天文臺(tái)7日向媒體發(fā)布消息說，中國天文學(xué)家最新研究提出“一箭雙雕”的新方法——利用宇宙黎明時(shí)期被形象稱為“21厘米森林”信號(hào)的一維功率譜測量，未來的平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡(SKA)將能夠同時(shí)揭秘宇宙第一代星系和暗物質(zhì)的性質(zhì)。
(相關(guān)資料圖)
這項(xiàng)天文領(lǐng)域的重大理論研究突破由中國科學(xué)院國家天文臺(tái)、東北大學(xué)合作完成，成果論文于北京時(shí)間7月6日夜間在國際專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《自然-天文》(Nature Astronomy)在線發(fā)表。中國科學(xué)院國家天文臺(tái)徐怡冬副研究員、陳學(xué)雷研究員和東北大學(xué)張鑫教授為論文共同通訊作者。
什么是“21厘米森林”信號(hào)？
研究團(tuán)隊(duì)介紹說，中性氫的21厘米譜線為宇宙黎明與第一代星系提供了獨(dú)一無二的探測手段，利用21厘米譜線探測宇宙黎明與再電離也是SKA最重要的科學(xué)目標(biāo)之一。
中性氫的21厘米信號(hào)有多種觀測模式，常見的觀測模式是以宇宙微波背景輻射為背景源的21厘米信號(hào)測量。同時(shí)，宇宙早期各種結(jié)構(gòu)及其周圍的氫原子氣體會(huì)在高紅移射電點(diǎn)源的光譜上產(chǎn)生密集的21厘米吸收線，這些吸收線叢被形象稱為“21厘米森林”，由于其信號(hào)微弱，且依賴于宇宙黎明時(shí)期的射電亮源的獲取，多年來“21厘米森林”探測面臨極大挑戰(zhàn)。
另一方面，“21厘米森林”信號(hào)同時(shí)受到第一代星系加熱效應(yīng)和暗物質(zhì)性質(zhì)的影響，觀測上很難區(qū)分這兩種效應(yīng)，使得“21厘米森林”信號(hào)探測在提出以來的20多年中，難以實(shí)際用于限制第一代星系的熱效應(yīng)或暗物質(zhì)的性質(zhì)。
新方法如何實(shí)現(xiàn)“一箭雙雕”？
研究團(tuán)隊(duì)表示，他們此次對(duì)過去鮮有論及的“21厘米森林”探針開展深入研究，并提出一種原創(chuàng)性的統(tǒng)計(jì)測量方案，使之不僅能夠限制宇宙第一代星系的性質(zhì)，還可以同時(shí)測量暗物質(zhì)粒子的質(zhì)量。
徐怡冬稱，近年來，已有一批高紅移射電噪的類星體被發(fā)現(xiàn)，而且SKA也已進(jìn)入工程建設(shè)階段，開展“21厘米森林”觀測已迫在眉睫。“我們意識(shí)到由溫暗物質(zhì)效應(yīng)和加熱效應(yīng)引起的信號(hào)變化，在光譜上的尺度分布特征不同，因此通過一維功率譜分析，將可以從統(tǒng)計(jì)上提取關(guān)鍵特征以區(qū)分這兩種效應(yīng)。”她說，“而且，如果對(duì)同一段光譜的兩次測量做互相關(guān)，將能夠顯著壓低噪聲，從而提高信噪比。這對(duì)‘21厘米森林’這種弱信號(hào)的提取是非常關(guān)鍵的”。
模擬研究結(jié)果顯示，一維交叉功率譜測量顯著提高了觀測的靈敏度，同時(shí)，一維功率譜的幅度和形狀特征使得信號(hào)的尺度依賴性被顯現(xiàn)出來，這使得“21厘米森林”觀測變得切實(shí)可行，且能夠同時(shí)測量暗物質(zhì)粒子質(zhì)量和宇宙黎明時(shí)期的熱歷史。
因此，“21厘米森林”的一維功率譜確實(shí)可以成為“一箭雙雕”的宇宙學(xué)探針，為揭開暗物質(zhì)和第一代星系之謎提供一種極有前景的新途徑。
最新研究成果有何意義與影響？
國際著名天文學(xué)家、加拿大圓周理論物理研究所Katherine Mack教授在同期《自然·天文》撰文評(píng)論指出，中國天文學(xué)家這項(xiàng)研究提出了一種有趣的方法，利用“21厘米森林”功率譜同時(shí)限制兩種現(xiàn)象：宇宙X射線對(duì)星系際介質(zhì)的加熱以及溫暗物質(zhì)的可能效應(yīng)。“雖然以前的研究已經(jīng)檢查了21厘米森林作為星系際介質(zhì)探針的可能性，但將溫暗物質(zhì)效應(yīng)作為一個(gè)獨(dú)立信號(hào)包含進(jìn)來則為未來的觀測提供了一個(gè)新的科學(xué)目標(biāo)”。
《自然-天文》編輯團(tuán)隊(duì)也發(fā)表評(píng)論說，“我們宇宙的最遠(yuǎn)處總是極為神秘，由于被塵埃、吸收光的原子和中間介質(zhì)中的氣體阻擋而很難直接觀測”。中國天文學(xué)家發(fā)表的這項(xiàng)研究將吸收轉(zhuǎn)化為一種優(yōu)勢，利用它打破了其他方法所遭遇的不同效應(yīng)的簡并，并可用于闡明早期宇宙的結(jié)構(gòu)形成。
研究團(tuán)隊(duì)總結(jié)認(rèn)為，利用“21厘米森林”信號(hào)實(shí)現(xiàn)“一箭雙雕”天文觀測研究這一突破性方法的發(fā)展，對(duì)于解開暗物質(zhì)和宇宙早期天體形成的奧秘具有重要意義，將進(jìn)一步推動(dòng)人們對(duì)暗物質(zhì)的理解，揭示宇宙結(jié)構(gòu)形成及演化的過程。后續(xù)通過更深入的觀測和分析，天文學(xué)家有望在不久的將來獲得關(guān)于暗物質(zhì)性質(zhì)和早期星系形成的更多見解，從而持續(xù)拓展對(duì)宇宙的認(rèn)知。(完)
關(guān)鍵詞：
您可能也感興趣:
今日熱點(diǎn)
為您推薦
50元家用產(chǎn)品,50元以下，不能錯(cuò)過的10個(gè)家居好物，沒錢也要追求生活小確幸！
2023-07-08 05:14:47
學(xué)習(xí)體會(huì) | 以實(shí)干實(shí)績守護(hù)百姓健康
2023-07-08 05:14:47
中國銀行女兒金金條價(jià)格今天多少一克（2023年07月07日）
2023-07-08 05:14:47
更多
- 沙灣市：做優(yōu)紡織產(chǎn)業(yè) 助推經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展
- 新疆兵團(tuán)：小麥迎豐收 收割正當(dāng)時(shí)
- 川投能源(600674.SH)：1-6月累計(jì)完成發(fā)電量17.01億千瓦時(shí)，同...
- 給中考加油的禮物,中考祝福禮物推薦？
- 寶豐：冬瓜吊著長 畝均收入破萬元
- 韓國“幽靈嬰兒”案件增至780起 已確認(rèn)27人死亡
- 青島發(fā)布海洋大型藻類災(zāi)害藍(lán)色預(yù)警 啟動(dòng)四級(jí)應(yīng)急響應(yīng)
- 股票行情快報(bào)：陸家嘴（600663）7月7日主力資金凈賣出686.65萬元
排行
最近更新
- 中國天文學(xué)家提出新方法：“一箭雙雕”揭秘宇宙第一代星系和...
- 天問一號(hào)研究成果揭示火星氣候轉(zhuǎn)變 為地球氣候演化方向提供借鑒
- 部門資訊丨縣財(cái)政局舉辦預(yù)算績效管理業(yè)務(wù)培訓(xùn)班
- 《洛克王國》復(fù)健訓(xùn)練活動(dòng)玩法策略
- 確定了！武漢人最想抽檢的飲品和冰激凌品牌是這些！
- 山東高速集團(tuán)緊抓低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展機(jī)遇：從產(chǎn)業(yè)綠色化到綠色產(chǎn)業(yè)化
- 坐標(biāo)棲霞古鎮(zhèn)，這兩棟樓規(guī)劃有變！
- 學(xué)生信息泄露不只在人大，網(wǎng)上最低1元就能買到200條
- 名校畢業(yè)生，卻不能從事對(duì)口專業(yè)工作，這樣的大學(xué)生活有意義嗎？
- 1.6個(gè)億！圣諾生物發(fā)出上市后第4輪定增 繼續(xù)押碼多肽原料藥
- 勇士官方感謝4人歡迎2人！普爾被交易細(xì)節(jié)：不愿與追夢修復(fù)關(guān)系
- 優(yōu)雅王子詮釋防守藝術(shù) 紅黑領(lǐng)袖鑄就鋼鐵長城
- 北新路橋(002307.SZ)：第二季度新中標(biāo)且簽約項(xiàng)目金額合計(jì)41.25億元
- 香飄飄(603711.SH)授出1076萬份股票期權(quán) 行權(quán)價(jià)為14.58元/份
- 又帥又還原！《最終幻想16》克萊夫聲優(yōu)cos“自己”
- 前5個(gè)月我國服務(wù)貿(mào)易增速加快至10.2% 旅行服務(wù)增長最快
- 紐約聯(lián)儲(chǔ)最新研究：核心通脹將加速下行！
- 一架A330在跑道測試中多個(gè)輪胎爆胎
- 付于武：走創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)之路才能行穩(wěn)致遠(yuǎn)
- 小暑：風(fēng)動(dòng)蓮生香，心靜自然涼
- “不作詩，只做事”！華為又有大動(dòng)作！
- 成都打通中老鐵路與中歐班列聯(lián)線鐵路運(yùn)輸通道
- SkyEye處理器仿真系列：龍芯2K1000處理器
- 「2023年7月7日」成都典當(dāng)行今日黃金回收價(jià)格
- 三星進(jìn)軍下一代車用半導(dǎo)體，后年起代工 8 英寸氮化鎵功率半導(dǎo)體
- 組團(tuán)被營銷號(hào)黑？胡一天工作室聲明出來了！
- 寶馬司機(jī)肖某某醉駕撞人拖行案，一審公開宣判
- 美國開始與烏克蘭密謀，烏軍用幾場硬仗打垮俄軍，可能嗎？
- 人民銀行永州市中心支行聯(lián)合多部門舉辦涉外企業(yè)跨境人民幣和...
- 【行業(yè)分析】2023-2028年全球及中國虛擬人行業(yè)市場現(xiàn)狀分析
今日要聞
- 銀河證券：A股下半年仍處于布局時(shí)點(diǎn) 震蕩上行概率較大
- 金陵十二釵是哪些人？誰結(jié)局最好？
- 重慶三峽銀行五名董事辭職
- 股票行情快報(bào)：*ST惠天（000692）7月7日主力資金凈賣出127.20萬元
- 良渚古城首次對(duì)話雅典衛(wèi)城：話什么、看什么、為什么？
- 海泰發(fā)展(600082.SH)：擬1.07億元收購之路基金49%財(cái)產(chǎn)份額
- 股票行情快報(bào)：云南銅業(yè)（000878）7月7日主力資金凈賣出1266.41萬元
- 股票行情快報(bào)：軟控股份（002073）7月7日主力資金凈買入320.85萬元
- 瑞可達(dá)(688800.SH)：公司目前積極布局開拓海外市場，長期來看未來海外市場收入也將會(huì)持續(xù)增長
- 濟(jì)南高溫+雷雨齊登場！周末持續(xù)39℃+