‘Hidden’发现银河系氘

使用NASA的科学家’约翰·霍普金斯大学(约翰·霍普金斯大学)运营的“远紫外光谱浏览器”卫星了解到的更多信息“heavy”氢在我们银河系中的残留比预期的要多,这一发现可能从根本上改变有关恒星和星系形成的理论。

这种叫做氘的氢,是在大爆炸后的几分钟内产生的,但由于在恒星中燃烧并转化为重元素而被缓慢破坏。实际上,事实证明,破坏的发生速度比以前想象的要慢。

Published in the Aug. 20 issue of the Astrophysical Journal, the 保险丝 team’一项新的大型氘调查解决了关于氘的35年之谜’在银河系中的分布不均匀,即使它提出了有关如何制造恒星和星系的新问题。

“在过去的三十多年中,我们一直难以理解和解释氘的广泛变化,”美国宇航局首席研究员沃伦·穆斯(Warren Moos)说’的FUSE任务和约翰·霍普金斯大学克里格艺术与科学学院Henry A. Rowland物理与天文学系的教授。“尽管我们发现的答案可能使某些人感到不安,但它代表了我们对化学演化的认识上的重大进步。”

在太空中,氘—氢的形式,其原子核中不仅具有质子,而且具有中子— produces a telltale spectral fingerprint in the ultraviolet energy range where 保险丝 conducts observations. That fingerprint can be measured to determine the quantity of deuterium in various places in our galaxy.

Hundreds of hours of observations toward dozens of stars have been scheduled by the JHU 保险丝 operations crew over the last six years, making this new result possible.

“FUSE旨在解决氘的问题,” according to William P. Blair, 保险丝’约翰·霍普金斯大学(Johns Hopkins)的天文台业务主管以及物理学和天文学研究教授。“It is very gratifying to see this long-anticipated result, and it will surely be a legacy of the 保险丝 mission.”

故事始于1970年代,当时NASA’的哥白尼卫星发现了第一个碎片证据,表明银河系’氘分布不规则。布莱尔说,这令人困惑,因为天文学家认为氘应该与太空中的其他元素一样均匀地混合。

保险丝’s sensitivity “可以进行更多的氘测量,对于离太阳更远的恒星,”布莱尔说。他说,那些遥远的观察对于验证哥白尼的建议是正确的至关重要:银河其他地方的氘似乎比我们太阳附近的氘要多。

Additionally, the pattern of deuterium variations 保险丝 found strongly supports a recent theory that predicts how 重 hydrogen might behave in interstellar space, Blair said.

2003年,普林斯顿大学’s Bruce 排水, a co-author on the new paper, developed computer models that showed how deuterium might bind more readily than light hydrogen to interstellar dust grains, changing from an easily detectable gaseous form to an unobservable solid.

排水’的模型表明,在像太阳这样不受光子干扰的地方,以这种方式可能会从视线中消失大量的氘。在其他地区,受到超新星爆炸或附近热星的干扰,尘埃颗粒会蒸发,将氘原子释放回可检测的气态形式。

事实上,FUSE发现在我们附近测得的氘水平约为百万分之十五,甚至更低—低至百万分之五—别处。但是,FUSE还发现,在发生超新星或热恒星的地区,其浓度高达百万分之23。 保险丝研究人员得出结论,此处附近的低水平仅表明该邻域中的许多氘处于不可检测的固体形式,而不是没有’t exist.

“在银河系中,银河系的峰值探测水平很可能接近真实的总氘丰度,其余的则隐藏而不被破坏,”密歇根州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的乔治·索内伯恩说,他是共同作者兼任务项目科学家。

如果说’如此,直到现在为止,科学家们一直错误地相信,自从大爆炸以来,至少三分之一被认为是当地百万分之27的氘已经被摧毁了。实际上,当前水平仅比原始水平低约15%。

So, the 保险丝 findings imply either that significantly less deuterium is being converted to helium and heavier elements in stars or that much more deuterium has rained down onto our galaxy over its lifetime than had been previously been thought.

不论是哪种情况,我们的银河系化学演化模型都必须进行重大修改以解释这一新结果。

约翰·霍普金斯大学



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