终于破解:银河系中神秘的微波光是钻石云发出的

文章作者:bianji3 | 2018-06-13

       

       几十年来,天文学家一直无法找到银河系中探测到的神秘微波辉光的来源。银河系中有几个环境会产生一种被称为异常微波辐射(AME)的微弱发光。科学家们早就知道这种光是由一个快速旋转的小纳米颗粒产生的。但是粒子的类型很难确定。

        银河系中几个区域会发出一种神秘的微波光,困惑了科学家们20多年。这种被称为异常微波辐射的信号通常是由高速旋转的纳米颗粒释放出的。

  但究竟是什么样的纳米颗粒呢?英国卡迪夫大学的天文学家简·格里夫(Jane Greaves)团队通过数年观察,锁定了3个神秘信号的来源:那是3个正在孕育新生恒星的原行星盘。

  这些原行星盘的红外信号符合纳米级金刚石晶体的独有特征,也就是说,那是三团钻石云。

  相关论文发表在北京时间6月11日23时的《自然·天文学》杂志上。

  许多新生恒星周围都围绕着原行星盘结构,通常那是一团浓密气体,包含形成未来恒星系统的物质,就像一口炽热的熔炉。这种高能的环境促进比沙子还小数十万倍的纳米金刚石形成。此前,人们也曾在地球上发现含有纳米金刚石的陨石

        格里夫团队利用美国西弗吉尼亚州的绿岸射电望远镜和澳大利亚密集阵列望远镜,对银河系中14颗新生恒星进行了观察,其中3颗释放出清晰的异常微波辐射。也正是这3颗的红外光谱中出现了氢化金刚石的特征信号。所谓氢化金刚石,是一类表面环绕含氢分子的金刚石结构。

  “如果说是巧合,只有不到万分之一的概率。”绿岸天文台的天文学家大卫·弗雷尔(David Frayer)表示。

  此前,关于异常微波辐射来源的主流猜测是一类被称为多环芳香烃的有机分子。这些有机分子广泛存在于星际空间,也会发射出独特的微弱红外光,但波长与纳米金刚石发射的红外光并不相同。

  “用福尔摩斯式的逻辑排除掉其他可能性,我们现在可以说产生这种微波光的最佳候选人,就是存在于新生恒星周围的纳米金刚石。”格里夫说道。

  这个发现不仅帮科学家们进一步了解星系诞生初期的环境,也与宇宙大爆炸研究密切相关。根据宇宙暴胀理论,宇宙在大爆炸后极短的一段时间迅速膨胀。如果膨胀的速度超过了光速,就会在宇宙微波背景信号中留下独特的极化痕迹。而高速旋转的纳米金刚石发出的信号很难被极化。研究大爆炸“余晖”的天文学家们,必须去除这种前景微波信号。

       国家射电天文台的天文学家布莱恩·梅森解释说:“旋转的纳米钻石发出的信号充其量只能是微弱的极化。”“这意味着天文学家现在可以更好地模拟来自银河系的前景微波光,为了研究大爆炸遥远的余辉,必须将其移除。”它甚至可能为我们太阳系的形成提供一些线索,因为我们发现的纳米金刚石与陨石中的类似。

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