費米伽馬射線太空望遠鏡擴大對暗物質的搜索

雖然我們還不知道暗物質是什麼，但我們的研究結果表明我們可以詳細研究軸子類粒子模型，最大限度縮小可能的質量範圍

據國外媒體報道，暗物質是一種組成宇宙中絕大部分物質的神秘物質，一直令人難以琢磨。儘管在地面與太空中進行的試驗都尚未發現暗物質的蹤跡，但研究結果幫助科學家們排除了一些理論可能性。今年初發布的三份研究報告，使用了六年多來費米伽馬射線太空望遠鏡所收集的數據，利用新型方法擴大了對暗物質的追蹤。費米項目科學家Julie McEnery表示，一直以來，我們都是使用普通的方法在普通的地方尋找，如今我們打算開始利用一些創新的方法。

暗物質既不會發射也不會吸收光線，主要是通過引力作用與宇宙的剩餘部分相互作用，但卻佔據了宇宙中所有物質的80%。天文學家能通過星系的自轉、光線通過星系團時發生的扭曲以及對早期宇宙的模擬發現暗物質所產生的作用。最有可能的是一系列不同種類的假想暗物質粒子。先前，費米探測到在銀河系中央與其他圍繞銀河系運轉的矮星系中與暗物質有明顯關聯的伽瑪射線信號。

儘管沒有確切的發現，但研究結果依然排除了一定範圍內的質量與相互作用比率的可能性，進一步縮小了暗物質粒子可能具有某些特性的可能性。在這些新研究中，最特別的是探索暗物質由軸子或其他具有相似特性的顆粒組成的可能性。軸子類的顆粒能夠轉化為伽瑪射線，而當它們與強磁場相互作用時，又會轉回原先的樣子，在這些轉化過程會留下一些特性蹤跡。斯德哥爾摩大學的Manuel Meyer帶領團隊研究NGC 1275星系中的伽瑪射線，它位於英仙座星系團中央，距離地球大約2.4億光年。

NGC 1275發射的高能量射線被認為與其中央的超大質量黑洞有關係。像其他星系團一樣，英仙座星系團充滿了與磁場交織的熾熱氣體，有利於伽瑪射線和軸子類顆粒的相互轉化。Meyer的團隊收集了費米廣域空間望遠鏡(LAT)的數據，搜尋扭曲的伽瑪射線信號。研究結果排除了可能包含了4%暗物質的軸子類顆粒。Meyer表示，雖然我們還不知道暗物質是什麼，但我們的研究結果表明我們可以詳細研究軸子類粒子模型，最大限度縮小可能的質量範圍。另一種可能是暗物質的顆粒名為弱相互作用大質量粒子(WIMPs)，在某些情況下，相互碰撞的WIMPs粒子既不會相互摧毀，也不會產生快速衰減的中介顆粒。

這兩種情況均使得伽瑪射線能夠被LAT探測到。加州大學的Regina Caputo在小麥哲倫雲(SMC)中搜尋這些信號。小麥哲倫雲距離地球大約20萬光年，是圍繞銀河系運轉的第二大衛星星系。在SMC中搜尋暗物質的有利因素在於它距離我們相對比較近，而且它的伽瑪射線都是由恆星誕生和脈衝星這類傳統因素產生的，科學家們對此比較了解。

更重要的是，天文學家們能精確測算出SMC的自轉曲線，這能體現出它的自轉速度是如何隨著其中心距離而變換的，從而能表現出存在著多少暗物質。由克萊姆森大學的Marco Ajello及SLAC國家加速器實驗室的Mattia Di Mauro所帶領的第三項研究則是從不同的角度進行研究。他們並不是對特定的某個目標進行研究，而是研究了超過6年半的LAT數據，分析整個天空中的伽瑪射線背景。

來源：騰訊太空

TAG:科學探索 |

※俄羅斯黑幫勢力範圍不斷擴大滲透，已將黑手伸向世界
※西伯利亞地獄之門急速擴大 暖化惡性循環
※林火擴大 加拿大指望「靠天滅火」
※西伯利亞千米巨坑持續擴大 居民：地獄之門
※俄羅斯積極拓展武器出口 尋求拉美市場擴大影響力
※瑞士三角牌巧克力山峰間距擴大 顧客不滿：變相漲價
※為擴大屏佔比 或採用黑科技使用屏下指紋
※馬雲無現金版圖再擴大 香港也可掃碼支付
※美印潛艇欲在中國周邊監控，我「導彈魚雷」默默擴大射程！
※阿里全面進入東南亞 擴大對亞馬遜的先發優勢
※GIF：狀態火熱，因莫比萊凌空掃射擴大比分
※尼康擴大單反召回範圍 適馬發布電影鏡頭
※國內航母規模和艦隊不斷擴大：只為保護不斷擴張的海洋領域
※美軍欲擴大航天員數量開展太空作戰計劃，真的會出現太空大戰嗎？
※光線暫無增持貓眼股權計劃；國企混改密集落地，突破口持續擴大
※日本鳥取砂丘中的「沙漠綠洲」面積擴大 大雪是主因？
※亞馬遜將在澳洲建倉庫擴大運營，當地零售商要哭了
※王小魯：收入差距擴大源於制度的缺陷
※廚房裡面太擁擠？三招教你輕鬆擴大廚房使用空間