萍资讯网

暗物质或能像放射性原子核一样衰变 让整个天空充满伽马射线

图像来源:美国宇航局戈达德/天空充满了爆炸性的,不可见的伽马射线(这里用黄色和红色表示)。根据一项新的研究,其中一些光线可能是暗物质的产物。

伽马射线宇宙中最亮最强的光穿过天空,肉眼看不见。这些异常高能的辐射爆发来自超新星爆炸,中子星碰撞产生火花,从最饥饿的黑洞喷出。

当天文学家用伽马射线望远镜捕捉到它们时,这些看不见的烟火指向宇宙中一些最具爆炸性的结构。现在,一个国际研究小组希望这些强大的射线也能指向更奇怪和难以捉摸的,一种叫做暗物质的无形物质。

在《物理评论快报》杂志采用了一项新的研究,详细的论文发表在数据库arXiv的预印版本上之后,研究人员观察到了他们称之为“未解决的伽马射线背景”,也就是说,在考虑了已知的来源如黑洞和超新星之后,所有模糊和神秘的伽马射线信号都留下了。当研究小组将未解决的伽马射线图与宇宙同一区域的质量密度图进行比较时,他们发现这些射线与预测中隐藏暗物质的重力质量区域精确对齐。

该研究的合着者丹尼尔格鲁恩说,这种相关性表明暗物质可能是宇宙中弱伽马射线背景的主要原因。如果是这样,它可能会为天文学家提供一些关于这种神秘物质性质的重要线索。“暗物质可以像放射性原子核一样衰变,产生伽马射线。”格鲁恩告诉《生活科学》,他是加利福尼亚斯坦福大学能源部SLAC国家加速器实验室的天体物理学家。"也有可能是多个暗物质粒子碰撞并相互作用产生伽马射线。"

暗物质被认为占宇宙质量的85%,尽管研究人员仍然不确定它是什么或者在哪里。这种物质对现代科学仪器来说是完全看不见的,而且从未被成功检测到。“我们确实知道暗物质的一些特征。”格伦说,“我们知道这很常见。我们知道它的质量和其他质量之间存在引力相互作用。”

暗物质被认为占宇宙质量的85%,尽管研究人员仍然不确定它是什么或者在哪里。这种物质对现代科学仪器来说是完全看不见的,而且从未被成功检测到。“我们确实知道暗物质的一些特征。”格伦说,“我们知道这很常见。我们知道它的质量和其他质量之间存在引力相互作用。”

换句话说,虽然暗物质是不可见的,但它通过强大的引力对宇宙产生了可见的影响。其中一种效应叫做引力透镜效应。本质上,来自遥远星系的光是如何被它穿过的巨大物体的重力扭曲向地球的。

在这项新的研究中,研究人员查看了宇宙特定区域的重力透镜地图,该地图是由一个名为“暗能量调查”(DES)的项目编制的。安装在智利的一个巨型望远镜上,这项调查用的特殊相机花了一年时间拍摄了数亿个星系的高清图像,聚焦在远光在强引力下最扭曲的地方。格鲁恩说,虽然结果图上一些最重的区域对应于已知的星系,但其他大的区域可能显示出暗物质的潜在影响。

为了更好地理解这种效应可能是什么样子,研究人员将这张图像与过去9年美国宇航局费米伽马射线望远镜在同一地区探测到的伽马射线辐射模式进行了比较。利用数学模型,研究小组根据能量输出、距离和其他因素排除了所有可能与“普通”辐射源有关的辐射,如黑洞和超新星。

现在,只有神秘的“未解决”伽马射线源仍然存在。研究小组比较了两张图片。他们发现高伽马射线辐射区域和高质量区域之间有明显的重叠。

格鲁恩说:“这是我们第一次确定哪里有大量伽马射线,哪里就有大量暗物质。”

如果暗物质真的发射伽马射线,那么它的探测方式及其组成物质将变得非常狭窄。然而,格鲁恩说费米图上微弱的伽马射线背景可能仍与暗物质无关。研究人员用来消除“普通”伽马射线发射器(如黑洞)的数学模型是基于对这些物体属性的一些假设。如果这些假设是错误的,那么遥远的黑洞对神秘的伽马射线背景的影响可能比研究人员解释的要大得多。

Gruehn说:“也许模型不完整,也许我们实际上正在学习这些发射伽马射线的黑洞。”“也许这些黑洞生活在更大的星系中

更多关于伽马射线和引力透镜的数据将有助于研究团队改进他们的模型,更好地解释他们的宇宙地图。自研究结束以来,DES已经收集了6倍的关于宇宙质量分布的原始信息,而费米卫星仍然是许多跟踪伽马射线爆炸的望远镜之一。格鲁恩说,后续研究将在未来几年产生更明确的结果。

原文来源:

这篇文章来自前瞻。请指出重印的来源。这篇文章的内容仅代表作者的个人观点。本网站仅提供参考,不构成任何投资和申请建议。(关于内容、版权或其他问题,请联系:)

-