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银河系中心疑现暗物质湮灭信号

时间:2019-03-22|栏目: 天文 • 物理 |点击:3

    银河系中心疑现暗物质湮灭信号

    上面的这张假色图片显示的是来自银河系中心的异常伽马射线辐射。据推测,这些辐射来自暗物质湮灭。在这张图中,来自常规辐射源的辐射已经去掉。这片区域大概覆盖了5°的天区,辐射最强和最弱的区域分别用红色和蓝色表示。

    我们生活在天体物理迅猛发展的时代,诸如系外行星、来自黑洞融合的引力波,以及宇宙加速膨胀等重大发现似乎每个十年都会出现——甚至更加频繁。但是,还有更加令人吃惊的发现,那就是宇宙中存在大量无法直接观测到的物质。这种神秘的物质就是暗物质,它挑战了我们的对于“已知宇宙”的认识。根据普朗克卫星的最新观测结果,普通物质在宇宙中只占4.9%,而剩下的就是暗物质。科学家通过研究恒星及其他普通物质受到的引力效应,证明暗物质的存在具有坚实的观测基础。而暗能量是宇宙的另外一个组成成分。

    理解这种无处不在但却神秘异常的物质是现代天体物理的首要目标。一些天文学家推测暗物质除了像普通物质一样可以参与引力相互作用,它也可能有两种味:物质及反物质。如果正反暗物质相互接触,就会发生湮灭并释放高能辐射。暗物质的首要候选粒子是大质量弱相互作用粒子(weakly interacting massive particles,WIMPS)。如果确实存在暗物质湮灭,那么对暗物质本质的理论推测范围就可以大大缩小。

    哈佛-史密松天体物理中心的天文学家 Doug Finkbeiner 及同事最近在 Physics of the Dark Universe 上发表文章,宣称发现了暗物质湮灭的迹象。他们研究了银河系、尤其是银河系中心区域伽马射线辐射的空间分布。这片区域距离地球相对较近,而且物质密度很高(暗物质密度也应该很高)。如果发生了暗物质湮灭,那么该区域应该会产生很强的伽马射线。研究者在银河系中心区域数百光年的范围内观测到了大量伽马射线源(向外延伸数千光年也有更弱的辐射)。不过,这种现象也有其他的解释,最重要的一个的解释是伽马射线可能来自大量快速旋转的脉冲星(脉冲星由一些超新星爆发产生)。

    科学家重新审视了之前发表的伽马射线观测结果。为了更加精确地定位辐射源,他们仔细地使用了新的数据简化方法,对每个伽马射线源都应用了这种方法。脉冲星有独特的空间分布:它们分布于恒星所在的区域,主要在星系的盘面上。这个团队的发现表明,暗物质湮灭模型能够较好地预测伽马射线源的分布,但是观测结果不太可能与脉冲星的解释相一致。如果这个解释得到证实,将会是令人振奋的重大突破,是我们理解支配宇宙的暗物质性质所迈出的关键一步。(来源:phys.org 翻译:寒冬)

    原文链接:https://phys.org/news/2016-03-signature-dark-annihilation.html

    论文信息:Tansu Daylan et al. The characterization of the gamma-ray signal from the central Milky Way: A case for annihilating dark matter,Physics of the Dark Universe (2016). DOI: 10.1016/j.dark.2015.12.005

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