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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

作者: 发布时间:2020-01-24

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图片来历:NASA Goddard/天空中充溢了爆破的、看不见的伽马射线(这儿用黄色和赤色标明)。依据一项新研讨,其间一些射线或许是暗物质的产品。

伽玛射线——世界中最亮堂、最强壮的光——划过天空而人类肉眼看不见。这些反常高能的辐射迸发来自超新星爆破,中子星磕碰出火花,从最饥饿的黑洞中喷涌而出。

当天文学家用伽马射线望远镜捕捉到它们时,这些看不见的焰火指向世界中一些最具爆破性的结构。现在,一个世界研讨小组期望这些强壮的射线也或许指向更古怪和更难以捉摸的东西——被称为暗物质的看不见的物质。

在一项新的研讨已被《物理谈论快报》杂志采用,具体论文宣布在数据库arXiv预印本上,研讨人员查询了他们所谓的“未处理的伽马射线布景”——也就是说,考虑到已知如黑洞和超新星等来历后,剩余的一切含糊而奥秘的伽马射线信号。当研讨小组将未处理的伽马射线图与世界同一区域的物质密度图进行比较时,他们发现这些射线与猜测中躲藏暗物质的引力质量区域准确对齐。

该研讨的合著者丹尼尔·格鲁恩标明,这种相关性标明,暗物质或许是世界中弱小的伽马射线布景的主要原因。假如是这样的话,它或许会给天文学家供给一些关于这种奥秘物质性质的重要头绪。

“暗物质能够像放射性原子核相同衰变,发生伽马射线。”格鲁恩告知Live Science,他是加州斯坦福大学能源部SLAC国家加速器实验室的天体物理学家。“也或许是多个暗物质粒子彼此磕碰、彼此效果发生伽马射线。”

黑私自的涟漪

暗物质被以为约占世界质量的85%,尽管研讨人员仍不确认它是什么或在哪里。现代科学仪器彻底看不见这种物质,它从未被成功勘探到。

“咱们的确知道暗物质的一些特性。”格鲁恩说,“咱们知道这很常见,咱们知道它的质量与其他质量之间存在引力彼此效果。”

换句话说,尽管暗物质是看不见的,但它通过强壮的引力对世界发生了可见的影响。其间一个影响被称为引力透镜效应——本质上,来自悠远星系的光线是怎么被它所通过的大质量物体的引力歪曲而朝向地球的。

在这项新研讨中,研讨人员查看了一幅引力透镜在世界特定区域的地图,这幅地图是由一个名为“暗能量查询”(DES)的项目编制的。安装在智利的一个巨型望远镜上,该查询的专用摄像机花了一年的时刻拍照了数亿个星系的高清图画,聚集于远处的光在激烈的引力效果下最歪曲的当地。格鲁恩说,尽管成果地图上一些分量最大的区域与已知星系相对应,但其他巨大的区域或许显现了暗物质的潜在影响。

为了更好地了解这种影响或许是什么姿态,研讨人员将这幅图与美国宇航局费米伽马射线望远镜曩昔9年在同一区域勘探到的伽马射线辐射图进行了比较。使用数学模型,研讨小组依据能量输出、间隔和其他各种因素,排除了一切或许与黑洞和超新星等“一般”辐射源有关的辐射。

现在,只剩余奥秘的“未处理”的伽马射线源,研讨小组比较了两幅图。他们发现在高伽玛射线辐射区域和高质量区域之间有显着的堆叠。

格鲁恩说:“这是咱们初次确认,哪里有很多的伽马射线,哪里就有很多的暗物质。”

假如暗物质真的在发射伽马射线,那么勘探它的方法和组成物质就会变得十分狭隘。但是,格鲁恩说,费米图上弱小的伽马射线布景依然有或许与暗物质无关。研讨人员用来除掉那些“一般的”伽马射线发射源(如黑洞)的数学模型是根据对这些物体特点的一些假定。假如这些假定是过错的,那么悠远的黑洞对奥秘的伽马射线布景的影响或许比研讨人员所解说的要大得多。

格鲁恩说: “或许该模型是不完整的,或许咱们实际上正在学习有关这些发射伽马射线的黑洞的常识。” “或许这些黑洞生活在比咱们幻想的更大的星系中。”

更多关于伽马射线和引力透镜的数据将协助研讨小组完善他们的模型,并更好地解说他们的世界地图。自从研讨得出结论以来,DES现已收集了6倍于本来的关于世界质量散布的信息,而费米卫星依然是许多追寻伽马射线爆破的望远镜之一。格鲁恩说,一项后续研讨将在未来几年内得出更清晰的成果。

原文来历:https://www.livescience.com/dark-matter-gamma-ray-background.html