費米望遠鏡以新方式擴大暗物質(zhì)搜索
2016-08-17 08:58:00 來源:新華網(wǎng)

據(jù)物理學家組織網(wǎng)消息稱,美國國家航空航天局(NASA)下屬費米太空望遠鏡已開始利用全新方法擴大對暗物質(zhì)的搜索,并進一步限制了暗物質(zhì)粒子可能的特征。

暗物質(zhì)在宇宙尺度上影響了宇宙的歷史,但它的尋找過程甚是艱難。對于人類來講,它實在很“暗”:我們根本看不到暗物質(zhì)發(fā)光,也看不到它輻射其他粒子,其存在的證據(jù)一直是通過引力得來的。當前,尋獲暗物質(zhì)有兩個辦法:將儀器放入地下或送上太空。

2008年升空的費米太空望遠鏡包括廣域望遠鏡(LAT)和伽瑪射線暴監(jiān)視系統(tǒng)(GBM),這意味著,其一部分使命是對宇宙中狂暴難測的伽瑪射線進行探索。今年稍早時候,費米團隊利用該望遠鏡超過6年的數(shù)據(jù)完成了3份報告,其中包括使用新方法對暗物質(zhì)進行搜索的結(jié)果。研究人員認為,伽瑪射線是光的最高能量形式,可以幫助揭示暗物質(zhì)粒子的一些存在類型。

在這些結(jié)果中,費米望遠鏡探測到在銀河系中央與其他圍繞銀河系運轉(zhuǎn)的矮星系中,有與暗物質(zhì)明顯相關(guān)聯(lián)的伽瑪射線信號。雖然目前還沒有令人信服的發(fā)現(xiàn),但已排除了一定范圍內(nèi)的質(zhì)量與相互作用比率的可能性,進一步限制了暗物質(zhì)粒子可能具有的某些特征。

新研究還一并探索了暗物質(zhì)由軸子(天文學模型中假想的暗物質(zhì)構(gòu)成粒子之一)或其他相似特性粒子組成的可能性。這一類粒子能夠轉(zhuǎn)化為伽瑪射線,當他們與強磁場相互作用時又會轉(zhuǎn)回原來的形態(tài),因此在不斷切換的過程中應當會殘留下一些“蹤跡”。斯德哥爾摩大學團隊對散發(fā)高能量伽瑪射線的NGC1275星系展開研究。位于英仙座星系團中央的這個星系,其熾熱氣體更有利于伽瑪射線和軸子類粒子的轉(zhuǎn)化。通過費米望遠鏡搜尋的信號,研究人員排除了可能包含了4%暗物質(zhì)的軸子類粒子。這一研究結(jié)果表明,人們現(xiàn)在已經(jīng)可以更詳細研究軸子粒子的模型,并最大限度縮小可能的質(zhì)量范圍。(記者張夢然)

總編輯圈點

科學家采取常規(guī)手段追蹤“暗物質(zhì)嫌疑人”,一直沒發(fā)現(xiàn)可靠信號,所以開始找些新方法——并不針對某個特定目標,而是分析整個天空中的伽瑪射線背景。雖然還是不能確定暗物質(zhì)到底是什么,但現(xiàn)在排除了一些不可能分子,“嫌疑人”的范圍被縮得更小了。而暗物質(zhì)存在的形式一旦揭秘,無論它是某種粒子還是一種我們尚未知曉的狀態(tài),當今人類的天文、物理教科書都將隨之改變。

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