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暗物质的希望?人类利用银河系“反推”暗物质的存在

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online_member 发表于 2020-3-31 21:40:59 | 显示全部楼层 |阅读模式
暗物质是科学家猜想的一种未被证实的物质,而这种物质的存在可以解释许多我们无法解释的现象,但是暗物质始终未能被观测到。近日,科学家计划利用银河系来反推暗物质的存在,暗物质真的会被观测到吗?
暗物质的希望?人类利用银河系“反推”暗物质的存在37 / 作者:落日五湖W / 帖子ID:58270,228011

为什么科学家会从银河系入手?因为科学家们认为暗物质在银河系中心周围产生了一个明亮的球状x射线辐射晕。虽然研究来自遥远星系的神秘信号的科学家并没有像他们希望的那样发现暗物质。但是,他们用来探测这种奇怪信号的新发明技术,即利用我们自己的星系来寻找暗物质可能会提高对这种难以捉摸的物质的寻找。
暗物质

几十年来,科学家们一直在寻找暗物质,这是一种不与光相互作用,但却渗透在我们整个宇宙的隐形物质。在2014年的一项研究中,科学家们发现了附近一个星系发出的信号,这给了他们希望:这就是人们长期寻找的暗物质存在的证据。
暗物质的希望?人类利用银河系“反推”暗物质的存在3 / 作者:落日五湖W / 帖子ID:58270,228011

目前的一些模型预测,暗物质粒子会慢慢衰变为普通物质,这一过程会产生微弱的光子辐射,x射线望远镜可以探测到。2014年,科学家们在一次暗物质搜寻中发现了一个星系的x射线辐射,众所周知,暗物质在星系周围聚集。于是研究人员认为,这种被称为“3.5 keV线”(keV代表基洛电子伏特)的辐射很可能是由隐形的中微子构成的。长期以来,人们一直认为不育的中微子是暗物质的候选者之一。
惰性中微子

惰性中微子是一种假设的粒子,它是中微子的近亲,中微子是一种中性的亚原子粒子,其质量非常接近于零。它们在核反应中被释放,就像在地球和太阳上的核电站中一样。因为中微子中极小的质量不能用粒子物理学的标准模型来解释,一些人认为不育的中微子可以组成这个实际上是暗物质的神秘质量。
暗物质的希望?人类利用银河系“反推”暗物质的存在24 / 作者:落日五湖W / 帖子ID:58270,228011

但在这项对银河系天体的新研究中,研究人员分析了过去20年里xmm -牛顿空间x射线望远镜获得的大量原始数据,发现有证据表明,2014年的研究中看到的信号并非来自暗物质。事实上,在用他们的新技术寻找暗物质的过程中,他们根本没有看到信号。然而,研究人员说,这并不排除不育中微子是暗物质的有力候选者。

为了得出这个结论,研究人员寻找了天空中的3.5 keV线。由于我们生活在银河系的暗物质晕中,任何通过该晕进行的观测都必然包含暗物质。因此,当研究小组在数据中没有发现3.5 keV线的踪迹时,他们断定“3.5 keV线不是暗物质造成的。

现在,虽然3.5 keV的特征很可能是由不育的中微子引起的,但这似乎排除了假设的粒子是暗物质候选者的可能性。但是仍然有可能不同质量的不育中微子,它们不会发出相同的信号,可以解释这种难以捉摸的物质。

“即使你找到令人信服的证据,这3.5 keV线不一定是有或不一定是暗物质,这并不排除惰性中微子作为暗物质的候选者,“Kerstin Perez助理麻省理工学院的物理学教授表示,“仍然有许多不同质量的不育中微子可能存在,它仍然可能构成宇宙中全部或部分暗物质。”
新的暗物质搜寻技术

不过到目前为止,研究人员没有观察到3.5 keV的电离能线,但他们开发的技术可以进一步寻找这种难以捉摸的物质。

“不幸的是,这项研究确实给暗物质微观性质的最初证据泼了冷水,但它确实为寻找暗物质开辟了一条全新的途径,这可能在不久的将来导致一项发现,”该大学物理学助理教授本·萨夫迪(Ben Safdi)说在一份声明中说。
暗物质的希望?人类利用银河系“反推”暗物质的存在78 / 作者:落日五湖W / 帖子ID:58270,228011

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现在有了这个团队的技术,他们利用我们在宇宙中的位置来达到他们的观测,因为“如果这个信号真的是暗物质,它应该以某种不同的强度遍布天空,因为我们生活在暗物质的光环中。”

虽然透过银河系的暗晕寻找这一特征有助于研究小组确定信号并非来自暗物质,但它确实有额外的好处。透过银河系中的暗物质光环,你可以古观测到一些有趣的存在。

以前的技术基本上是你把X射线望远镜对准一个星系团或一个有暗物质晕的星系,然后你寻找暗物质衰变信号,它将以直线的形式出现,通过他们观察银河系暗物质晕的技术,他们能够在搜索中获得更好的结果。而且我们银河系周围的暗物质晕离我们更近,这意味着我们银河系中的暗物质衰变产生的光子比我们在遥远的星系团中看到的光子要多得多。最关键的是,科学家开发的这项技术可以用于其他搜索,例如,这条3.5千欧的线路。

暗物质的希望?人类利用银河系“反推”暗物质的存在11 / 作者:落日五湖W / 帖子ID:58270,228011

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暗物质的希望?人类利用银河系“反推”暗物质的存在17 / 作者:落日五湖W / 帖子ID:58270,228011


原文地址:今日头条
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