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银河系中发现了暗物质?mv-722

 时间:2020-05-21 20:41:38 来源: 
银河系中发现了暗物质?

原文标题:Dark Matter Spotted in the Milky Way?

作者:Shannon Hall

原文来自:SkyandTelescope.com

Posted: 2014. 3. 25

编译:Melipal

一个天文小组宣称,他们发现了迄今最令人信服的 暗物质湮灭证据。

暗物质也许是宇宙最令人困惑的 谜题之一。天文学家收世界气象日科普知识集了压倒性的 证据,说明它占据了宇宙物质总量的 84%左右。它额外的 引力为单个星 系 自转、遥远星 系 团的 运动以及远方星 光的 弯曲提供了最直接的 解释。

那么这种难以捉摸的 物质是什么?流行的 理论认为,它由一种迄今尚未被发现的 大质量奇异粒子构成,它们几乎不与普通物质发生相互作用。这些物质到现在为止都没有被探测到。不过我的力学世界科普作文理论上说,它们是自身的 反粒子,可以湮灭形成级联的 普通粒子流,其中成分包括正负电子。碰撞过程会产生伽玛光子,也就是自然界中能量最高的 光子。

上图展示了1 GeV以上的 全天图,它是基于N少儿科普知识大全 月亮ASA费米伽玛射线空间望远镜5年的 数据绘制的 。较明亮的 颜色表明较亮的 伽玛射线辐射源(图片版权:NASA / DOE / Fermi LAT Collaboration)

NASA的 费米伽玛射线空间望远镜自2008年发射以来,就在搜索天空,以寻找这种湮灭的 证据。虽然这架望远镜看到了大量从银河系 中心涌出的 伽玛世界卫生日科普知识光子,天文学家并不能确定这些光子是来自暗物质湮灭的 ,还是起源于其他天然的 粒子加速器。

后一种情况最可能的 罪魁是未被探测到的 脉冲星 。这些旋转的 中子星 会从两极发出海量的 能量束世界杯足球规则科普,这其中包括可以在爆发的 伽玛射线闪光中湮灭的 正反物质对。

由哈佛大学的 坦苏·达伊兰(Tansu Daylan)领导的 天文小组进一步仔细研究了费米额外的 信号,并排除了脉冲星 这一可能起源。这样他们就得出了信号必然源于暗物质湮灭的 结论——这一结论可以解决物理学最大的 一道谜题。

论文的 合作者、费米国家加速器实验室的 丹·胡珀(Dan Hooper)说:“如果我们的 解释是正确的 ,这一信号可以视为一种全新粒子的 发现过程,这种粒子贡献了宇宙大多数的 质量。我找不到足够强烈的 词语来形容这一发现的 重要性了。”

问题在于,银河系 中心极其明亮致密。数十亿颗恒星 本身就可以发出不可估量的 辐射了,因此银心是非常难以精确测绘并发现隐匿的 伽玛源(如脉冲星 )的 。小组精确地梳理了数据,并扣除了已知的 伽玛源,最终给出了清晰的 图像,从银心向外在各个方向上几乎延伸了5000光年。

在距离银心如此遥远的 地方,恒星 数量要少得多。如果脉冲星 确实是伽玛射线信号的 罪魁,那么我们应该可以看到几颗作为分立伽玛源的 脉冲星 。但是我们没有。这一事实是很有说服力的 证据,说明脉冲星 并不存在于距离银心如此遥远的 区域,因此伽玛射线流量的 超出必然只是起源于暗物质湮灭的 。

但是其他人仍持怀疑态度。加州大学欧文(Irvine)分校的 专家科沃克· 阿巴扎吉安(Kevork Abazajian)说:“就好像是我们评论最近的 B模信号一样,‘非凡的 论点需要非凡的 证据来证实’。”他提到了上周宣布的 在宇宙微波背景辐射中发现了暴涨的 证据。

阿巴扎吉安辩称,位于银河系 中心的 脉冲星 族群可能与我们周围旋臂中的 脉冲星 不同。它们可能更为暗淡,因此我们不必像预期那样逐一将它们分辨开来。这一观点看起来可能很牵强,但是“科学界的 基本原则是,如果你提出了一些非常新颖的 东西,你必须要确保你考虑过了其他所有的 可能性”,阿巴扎吉安说。

为了证实伽玛射线流量的 超出,天文学家将望远镜对准了不那么明亮的 辐射源(尤其是矮星 系 )。这样的 暗弱辐射源预计拥有大量的 暗物质,但并不会有太多其他的 天然粒子加速器(如脉冲星 )。然而当前魔兽世界盗贼攻速科普的 数据量太少,还不足以确定矮星 系 是否具备类似的 超出现象。

许多科学家称,暗物质粒子最令人信服的 证据会来自地底深处的 矿井,或是大型粒子对撞机,物理学家正在这些地方努力工作,以直接探测单个粒子的 影推荐少儿科普类报纸响。虽然现在人们还没有作出直接探测,不过大型强子对撞机可以探测到质量在31到40 GeV之间的 粒子。

这可能还要花费几年,不过天文学家有可能正处在破解宇宙最引人注目的 谜题的 边缘。

参考文献:坦苏·达伊兰等人,《银河系 中心伽玛射线信号的 特性:令人信服的 暗物质湮灭证据》,费米实验室出版物,2014年

(全文完)