淺析六年前銀河系邊緣X射線異常:距暗物質粒子現身還有多遠?

核心提示:那是否是暗物質理論出現了問題?不應該是,暗物質必然是一種粒子,而且我們所發現的可見物質只有宇宙總質量的10%至15%,剩下的都是暗物質。


宇宙印象 深度科普欄目第1161期 在過去十多年,科學家對暗物質粒子的尋找一直沒有新的進展,並且在國際空間站上部署了價值20億美元的阿爾法磁譜儀來尋找暗物質。阿爾法磁譜儀在2015年時出現了液態二氧化碳冷卻系統故障,壽命堪憂。該儀器在部署期間,對理論上暗物質釋放的宇宙射線進行了探測,並沒有取得實質性的進展,從2011年以來,追逐了數千億條宇宙射線,沒有證實暗物質的存在。


淺析六年前銀河系邊緣X射線異常:距暗物質粒子現身還有多遠?


淺析六年前銀河系邊緣X射線異常:距暗物質粒子現身還有多遠?


數十年來,科學家一直在尋找宇宙中理論上可能存在的暗物質,根據現有的理論,暗物質是一種看不見的物質,而且不與光子發生相互作用,但總質量佔宇宙質量的絕大多數。目前最可能是暗物質粒子信號的證據來自2014年,科學家發現銀河系邊緣的X射線有點異常,推測在銀河系周圍聚集著暗物質。頭條獨家的宇宙印象認為,科學家尋找暗物質的理論機制在於暗物質粒子會緩慢衰減變成普通物質,這個過程會釋放X射線,因此我們用X射線探測器理論上會找到暗物質粒子信號。

由於暗物質距離我們到底有多遠不得而知,因此科學家只能認為在銀河系周圍存在暗物質,其釋放的X射線抵達地球時已經非常微弱,我們現有的技術可能還不足以捕捉到微弱的X射線,這有可能是找不到暗物質的原因。暗物質所釋放的X射線稱之為3.5 keV譜線,可能是由一種新的惰性中微子粒子構成,科學家懷疑這是暗物質的一種表現形式。由於中微子質量無法用粒子物理學的標準模型來解釋,一些科學家認為特定的中微子有可能是暗物質粒子。


淺析六年前銀河系邊緣X射線異常:距暗物質粒子現身還有多遠?


在過去20年,XMM-牛頓空間X射線望遠鏡、阿爾法磁譜儀等設備一直在尋找3.5 keV譜線,至今都沒有發現,這才有了3.5 keV譜線可能不是由暗物質引發的猜測。儘管3.5 keV信號很可能是由惰性中微子引發,但我們還無法證明這種中微子與暗物質之間存在關聯。那是否是暗物質理論出現了問題?不應該是,暗物質必然是一種粒子,而且我們所發現的可見物質只有宇宙總質量的10%至15%,剩下的都是暗物質。


淺析六年前銀河系邊緣X射線異常:距暗物質粒子現身還有多遠?


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由此看出,暗物質的質量是非常龐大的。頭條獨家的宇宙印象指出,暗物質最有可能的位置在星系周圍或者星系團附近,1932年科學家發現暗物質也是根據星系團可見質量產生的引力不足以控制星系的自轉速度,推測還有看不見的物質產生引力作用。那麼我們尋找暗物質的方向就應該在星系團方面,又由於暗物質粒子釋放的X射線微弱,地球附近要探測到暗物質,需要極高的靈敏度,或許我們發現暗物質粒子還需要較長的時間才行。宇宙印象為今日頭條獨家,其他均為假冒,轉載均為非法。


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