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惰性中微子可能来自暗物质的“神秘家族”
2019-08-06 11:54:47   来源:东方头条   

通过使用ESA和NASA的高能观测天文台,天文学家发现了一个饶有兴趣的线索,观测结果似乎指向了令人琢磨不透的暗物质,人们对暗物质的性质知之甚少,它既不发射、也不吸收光线,科学家主要通过暗物质的引力作用探测它们的存在,暗物质影响了其它物体运的动轨迹和外观,这些物体包括了宇宙的恒星和星系。以暗物质引力作用为间接的证据,天文学家从观测数据中得出基本判断,暗物质在所有宇宙物质的类型中占据了支配地位、或发挥了主导作用。科学家直到现在对暗物质性质的认识相当模糊,他们对不透明的暗物质“圣神家族”提出了多种多样的解读,暗物质“家族成员”的共同特点在于它们“躲藏”在黑暗的世界,暗物质的作用力极其强大,它们的隐蔽性极高,科学家使用了攻破暗物质核心领地的各种方法,然而,这绝非是容易做到的事情。

天文学家现在找到了一种探索暗物质的新线索,他们将观测的对象对准了宇宙的星系团,它是宇宙中最大物质数量的聚集体,惊人数量的天体物质体通过引力作用结合为一个整体,星系团不仅包含了数以百计的星系,而且在星系之间填充了巨大数量的热气体。天文学家在测量和计算星系团的物质聚合过程中发现,星系团的天体和气体物质数量惊人,然而,它们只占到整个星系团总体物质数量的五分之一,其余五分之四的物质以暗物质形式存在于星系团。热气体的主要成分是氢元素,它们在超过1000万摄氏度时发射了X—射线,热气体的其它元素发射了额外的X—射线,这些额外的光谱线具有特别的波长。

通过使用ESA的XMM—牛顿望远镜和NASA的钱德勒太空望远镜,天文学家得到了X—射线不同特征光谱线的观测数据,利用了欧洲和美国航天局的高性能望远镜对73个星系团进行了观测,无意之中发现了一种引人入胜的光谱信号,昏暗的信号有一种过去从未看到的波长,他们认为奇特的昏弱信号似乎不是由已知元素发射的,天文学家过去没有记录这种波长奇特的信号,它们似乎不是已知元素发射的信号,而是未知元素发射的信号。天文学家记录和标记了已知元素的光谱信号,而新发现的波长信号不在记录和标记的元素之内。马赛诸塞州坎布里奇的哈佛—斯密森尼天体物理中心的埃斯拉·巴尔巴尔博士解释说,这也许需要在普通物质以外的领域寻求对奇特信号来源的解释。他们相信普通物质以外的物质是所谓的“惰性中微子”,奇特的暗物质粒子可能是某种奇异的亚原子粒子,科学家预言了它们的存在,却未能探明它们的真实性,奇特波长的信号可能是“惰性中微子”以衰减方式产生的辐射。

普通中微子含有非常低的物质,它们和普通物质粒子通过弱核力和引力产生了非常少见的相互作用。惰性中微子被认为和普通物质粒子仅仅发生引力的相互作用,科学家根据惰性中微子的特点将它们列入暗物质的候选者名单。巴尔巴尔博士解释说,如果新的观测结果被证明是正确的,那么星系团暗物质的一部分可能由惰性中微子构成、或惰性中微子是暗物质的一种类型。天文学家观测了73个星系团,它们处在不同距离的太空位置上,跨越了很大的太空区域,近的星系团距离地球几亿光年,远的星系团距离地球几十亿光年,天文学家将不同星系团的观测资料集合起来,他们重点观测了,英仙座星系团是我们所在星系团的邻居,它是一个大质量的物质结构体,他们在多次观测和数据集合的基础上发现了新类型的昏暗信号。

新类型信号的发现有深远的科学意义,天文学家和物理学家保持了十分谨慎的态度,他们使用X—MM牛顿望远镜、钱德勒望远镜和其它高性能望远镜,对这些星系团进行了深入观测,有必要观测更多的星系团。为了确认和证实新的暗物质粒子,科学家期待更多的观测和数据分析研究。欧航局负责X—MM牛顿望远镜的科学家诺伯特·沙特尔解释说,奇特X—射线信号的发现依赖于X—MM牛顿望远镜的档案数据和强大的观测性能,它在不同的波长范围接收大量的X—射线,以前被认为不可能的发现现在变成了可能。X—MM牛顿望远镜似乎帮助科学家第一次探测了可能的暗物质粒子信号,科学家没有确凿的把握来断定,惰性中微子构成了某种暗物质粒子的信号源。他们得到了一些重要线索,提高了他们对暗物质粒子奇异性的认识,新的线索好像在黑夜世界中闪亮的灯塔,指引了对暗物质粒子科学发现航船的行进。巴尔巴尔博士和科学小组的成员在《天体物理学》杂志发表了他们的研究成果,文章的题目为,“对一种未确定发射线的探测——混合在星系团X—射线的信号”。

(编译:2014-6-30)

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