宇宙遺失了1/3的物質，它們去哪了？快遞盒大小的設備發現秘密

根據現在的宇宙模型，我們的宇宙有68.3%被暗能量佔據，有26.8被暗物質所佔據。而所有的恆星、黑洞、行星、星際物質所佔據的，只不過是可憐的4.9%。

可是，即便是這4.9%，科學家還「搞丟」了1/3，或者說，直到今天，科學家也只發現了其中的2/3，其餘的部分仍然是個謎。

大概在138.2億年前，我們的宇宙從一個奇點中誕生，這就是著名的宇宙大爆炸。在宇宙大爆炸後，重子物質（baryonic matter）和暗物質（dark matter）出現，但是二者之間除了引力之外幾乎沒有任何相互作用。我們自己、以及能看見、探測到的一切天體都是由重子組成的，因此我們至今也不知道暗物質到底是什麼。但是，即使是看得見的重子物質，也有些令科學家費解，因為他們只能找到宇宙中2/3的重子物質，另外1/3則「消失」了。

為了尋找這些「消失」了的重子物質，科學家們採用了多種手段，通過許多不同的方法進行研究。有些科學家就認為，這些重子物質可能就隱藏在星系之間的太空中。因此，愛荷華州物理和天文學系教授Philip Kaaret和他的團隊就對銀河系周圍進行了觀測，希望能夠到一些蛛絲馬跡。

最近，他們還真的有了一些新的發現。最有趣的是，提供這些發現的，竟然只是一個和快遞盒子差不多大的觀測設備——HaloSat。

HaloSat是NASA的一個立方衛星任務，由愛荷華城的愛荷華大學領導，包括NASA戈達德太空飛行中心、約翰-霍普金斯大學、位於科羅拉多州博爾德市的Blue Canyon技術公司等等組織和部門共同參與，最終研發出了這顆令人嘆為觀止的人造衛星。

你可能以為天文探測設備都非常複雜而且巨大，這句話只對了一半，複雜則複雜矣，巨大卻不一定。HaloSat就是一個很好的例子，它的尺寸只有大約10cm*20cm*30cm，跟一個小的快遞盒子差不多一樣大，重量也只有12公斤，從尺寸上來講屬於典型的立方衛星。

2018年5月份，HaloSat從國際空間站被發射出去，是NASA天體物理學部門資助的第一顆立方衛星。

正所謂麻雀雖小，卻五臟俱全。HaloSat不僅僅是達到了普通太空探測器的標準，而且還有著自己獨特的優勢。從成本上講，這種小型的探測器可以生產得更多一點，迄今為止已經有6個立方衛星入選到這個天體物理學部系列中。從功能上講，這種低成本也沒有拉低衛星的能力，它可以進行宇宙中X射線的探測，並且具備更加廣闊的視野。

正因為有著這些優勢，HaloSat才能夠在研究銀河系周圍熱氣體光暈的工作中發揮出意想不到的作用。這些光暈，被稱為環星系介質，Kaaret等人認為，它們或許是許多宇宙謎題的答案所在，所以藉助了HaloSat的觀測能力，對這些環星系介質進行了觀測。

實際上，不只是我們銀河系，每一個星系都有這樣的環星系介質。它們的存在，對於一個星系的誕生和演化有著至關重要的作用。了解這些介質的性質，可以幫助我們探究宇宙是如何從只有氫和氦的混沌狀態，最終結合成為恆星，進而形成了行星、星系、彗星等等各種天體的。與此同時，它也可能是尋找宇宙中那1/3消失的重子物質的鑰匙。

Kaaret等人首先想要了解的，就是環星系介質的規模到底有多大。如果它們真的足夠大，甚至比銀河系還要巨大，那麼僅僅通過這一點就足以解釋困惑科學家多年的謎題。

最初的觀測的確比較樂觀，Kaaret等人確實在環星系介質中高密度的部分，他們認為這些介質呈現出了盤狀的結構。Kaaret介紹說：「在銀河系形成恆星更活躍的位置上方，X射線也更強，這說明環星系介質和恆星的形成相關。我們所看到的這些介質，很可能就是此前落入銀河系並且形成恆星的那些氣體，它們此刻正被收回到環星系介質中。」

但是，它在X射線波段過於明亮，因此很可能會遮擋住後面的空間。而他們的觀測結果暗示，在高密度的環星系介質後面，很可能隱藏著延伸出去的更暗的光暈。這樣的結果，還是很令他們驚訝的。

從理論上來說，黯淡的部分就不能夠解釋遺失的重子物質了，因為它們很可能指向了另一種可能，那就是這些環星系介質是由「回收材料」組成，這種情況的典型特徵就是相對稀薄的氣體光暈。「因此，事實告訴我們，僅僅靠HaloSat，我們的確無法表明銀河系周圍真的有這樣延伸出去的光暈。」

那些密集的光暈，是恆星形成的場所，同時也是銀河系和環星系介質發生物質交換的地方。Kaaret介紹說：「看起來，銀河系和其他星系都不是完全封閉的系統，它們實際上也能相互作用，把物質拋射到環星系介質中，同時也會帶回來一些物質。」

接下來，研究人員希望將HaloSat的數據與其他X射線天文臺結合起來，以確認銀河系周圍到底有沒有那個延伸出去的光暈。如果真的存在，他們將計算這些光暈的密度，或許宇宙中遺失的重子物質就可以通過這項研究找到，這是科學家在理解宇宙方面遇到的最大難題之一。

宇宙遺失的1/3重子物質，真的是在這裡嗎？或者還有哪些我們意想不到的地方，隱藏著這些物質呢？希望這些X射線天文臺能夠找到答案。