失踪的宇宙物质找到了，科学家用快速电波爆发揭开谜团

宇宙中约有17%的物质属于组成例如恒星、行星与人类的正常物质（ordinarymatter），其余约83%则是无法直接观测的暗物质。然而 ，天文学家发现星系内可观测到的正常物质仅占理论预期的约一成，其余大部分仿佛凭空消失，形成著名的“失踪重子”（missingbaryons）问题。最新研究利用“快速电波爆发”（FastRadioBurst，简称FRB）与大规模星系巡天资料，汇整分析后终于找到这些失踪物质的 踪迹，证实它们并未消失，而是广泛分布于星系与星系之间辽阔的星系际空间，并揭示黑洞活动与超新星爆发所释放的能量可能远超过先前的估计。

天文学家汇整观测数据后依照宇宙学模型进行电脑分析模拟，发现星系中的气体可被抛射至星系之外遥远的星系际空间， 形成向外延伸数百万光年的弥散结构。（Source：IllustrisTNG）

这项由CHIME/FRB合作团队主导、麻省理工学院（MIT）研究人员参与的研究，结合加拿大氢强度测绘实验电波望远镜（CHIME）与暗能量光谱仪（DESI）的观测资料，分析数千笔FRB讯号及数百万个星系的位置。

FRB是持续时间仅数毫秒、来自数十亿光年外星系的强烈无线电闪光，当电波穿越宇宙中的气体时，会因自由电子而产生可精确测量的色散延迟，就像替宇宙做一次X光扫描。研究团队通过比较FRB讯号的延迟程度与沿途星系分布，成功判断电波究竟穿越星系内部，还是穿过星系之间的空间，进而推算出这些隐藏正常物质的空间分布。

研究结果显示，大量先前无法侦测的正常物质确实存在于星系之外，形成范围极广、密度极低的云状结构，其延伸距离甚至可达距离 星系约400万光年，远超过目前数值模拟的预测。相较之下，一般星系的直径仅约数十万光年，显示这些物质已被推送远离星系晕之外。 研究认为，造成这种现象的主因，是超大质量黑洞喷流、超新星爆发以及剧烈恒星形成等高能天体事件，将大量气体从星系内部抛射至星系际空间，而要将物质送达如此遥远的距离，其释放的能量必须比过去估计更为强大。

研究团队表示，这项成果不仅为困扰天文学界数十年的失踪正常物质问题提供重要解答，也证明FRB已成为研究宇宙大尺度结构的重要新工具。随著CHIME持续发现更多快速电波爆发，未来累积的大量观测资料将能更精确描绘星系之间气体的三维分布，进一步理清黑洞、 恒星形成与星系演化之间的交互作用，并深化人类对宇宙物质循环与大型结构形成过程的理解。