半人馬座A星系——科幻遊戲中的“黑暗卷鬚”距離我們並不遙遠

科學家們拍到了一張壯麗絕美的照片：一個被塵埃細絲環繞的巨大星系。

影象中的半人馬座A（Centaurus A）是一個射電星系，它位於距離地球1200萬光年外的南部星座半人馬座（the centaur）。 該星系於1826年首次被發現，它是我們在南半球天空中研究最為全面的星系之一，因為它亮度很高，而且距離地球相對比較近。

影象中，儘管星星在發光，但狹長的星系被塵埃卷鬚圍繞著中心包裹起來，那是一個擁有5500萬倍太陽質量的超大質量黑洞，它躲在那裡噴射出的物質成為了無線電光的光源。

位於智利的暗能量相機拍攝到的半人馬座A星系的影象。

（圖源：CTIO/NOIRLab/DOE/NSF/AURA/M。 Soraisam/T。A。 Rector/M。 Zamani/D。 de Martin）

塵埃中的紅色氫雲是新恆星正在形成的地方，微微泛藍的星星勾勒出了塵埃雲的邊角形狀。 這個星系奇怪的形狀是因為很久以前與另一個星系相遇而形成的，讓半人馬座a籠罩在了塵埃中。

這張照片是由智利塞羅·託洛洛美洲天文臺的暗能量相機拍攝的，這臺相機隸屬於一個識別天體快速變化的專案，比如拍攝南部天空重要星系產生的超新星。

（夜間正在執行的暗能量相機和一名觀察員。圖源：darkenergysurvey）

在天體物理和天文學中，暗能量是一種未知的能量形式，它大範圍地影響著宇宙。 關於它的存在，第一個可觀測的證據來自於對超新星的觀測，這表明宇宙不是以恆定的速度在膨脹， 而是在不斷加速。 理解宇宙的演化需要了解它最初的情況和它的構造。 在此之前，科學家們認為宇宙中所有形式的物質和能量只會導致膨脹的速度逐漸減慢。 對宇宙微波背景輻射（CMB）（一種充滿整個宇宙的電磁輻射）的測量表明，宇宙起源於一個熱大爆炸，廣義相對論據此解釋了宇宙的演化和之後的大尺度運動。

如果不引入一種新的能量形式，就無法解釋科學家如何能測量到一個加速的宇宙。 自20世紀90年代以來，暗能量一直是關於宇宙加速膨脹的解釋中最被廣泛認可的一種。 截至2021年，宇宙學研究也有了很多研究暗能量基本性質的活躍領域。

（圖源：nasa）

假設lambda-CDM宇宙學模型是正確的，當下最精確的測量表明，暗能量貢獻了目前可觀測宇宙總能量的68%。 暗物質和普通（重子）物質的質能分別貢獻了26%和5%，而其他成分如中微子和光子貢獻的能量非常少。 暗能量的密度非常低（大約是7×10-30 g/cm3），遠低於星系內普通物質或暗物質。 然而，它在宇宙的質能中占主導地位，因為它在空間中是均勻的。

當今提出的暗能量模型有兩種：宇宙學常數（“真空”可以擁有自己的能量。因為這種能量是空間本身的屬性，它不會隨著空間的膨脹而被稀釋。隨著更多空間的存在，更多的這種空間能量會出現）和標量場（一種新的動態能量流體或場，充滿了整個空間，但對宇宙膨脹的影響與物質和正常能量相反）。對宇宙有恆定影響的標量場常被包含在宇宙學常數中。宇宙學常數在物理上等價於零點輻射。在空間上變化的標量場因為變化太慢，很難從宇宙常數中分離出來。

由於協和宇宙學是一個用作簡單示例的“玩具模型”，一些專家認為，對真實宇宙中所有尺度的結構進行更精確的廣義相對論處理，可能可以避免引用暗能量這個概念。 非均勻宇宙論的學者們試圖量化解釋結構形成的反向作用，他們通常不承認任何暗能量對宇宙能量密度的影響。

BY： Meghan Bartels

FY： 盲人獅獅子

如有相關內容侵權，請在作品釋出後聯絡作者刪除

轉載還請取得授權，並注意保持完整性和註明出處