惰性中微子可能來自暗物質的「神秘家族」

通過使用ESA和NASA的高能觀測天文台，天文學家發現了一個饒有興趣的線索，觀測結果似乎指向了令人琢磨不透的暗物質，人們對暗物質的性質知之甚少，它既不發射、也不吸收光線，科學家主要通過暗物質的引力作用探測它們的存在，暗物質影響了其它物體運的動軌跡和外觀，這些物體包括了宇宙的恆星和星系。以暗物質引力作用為間接的證據，天文學家從觀測數據中得出基本判斷，暗物質在所有宇宙物質的類型中佔據了支配地位、或發揮了主導作用。科學家直到現在對暗物質性質的認識相當模糊，他們對不透明的暗物質「聖神家族」提出了多種多樣的解讀，暗物質「家族成員」的共同特點在於它們「躲藏」在黑暗的世界，暗物質的作用力極其強大，它們的隱蔽性極高，科學家使用了攻破暗物質核心領地的各種方法，然而，這絕非是容易做到的事情。

天文學家現在找到了一種探索暗物質的新線索，他們將觀測的對象對準了宇宙的星系團，它是宇宙中最大物質數量的聚集體，驚人數量的天體物質體通過引力作用結合為一個整體，星系團不僅包含了數以百計的星系，而且在星系之間填充了巨大數量的熱氣體。天文學家在測量和計算星系團的物質聚合過程中發現，星系團的天體和氣體物質數量驚人，然而，它們只佔到整個星系團總體物質數量的五分之一，其餘五分之四的物質以暗物質形式存在於星系團。熱氣體的主要成分是氫元素，它們在超過1000萬攝氏度時發射了X—射線，熱氣體的其它元素髮射了額外的X—射線，這些額外的光譜線具有特別的波長。

通過使用ESA的XMM—牛頓望遠鏡和NASA的錢德勒太空望遠鏡，天文學家得到了X—射線不同特徵光譜線的觀測數據，利用了歐洲和美國航天局的高性能望遠鏡對73個星系團進行了觀測，無意之中發現了一種引人入勝的光譜信號，昏暗的信號有一種過去從未看到的波長，他們認為奇特的昏弱信號似乎不是由已知元素髮射的，天文學家過去沒有記錄這種波長奇特的信號，它們似乎不是已知元素髮射的信號，而是未知元素髮射的信號。天文學家記錄和標記了已知元素的光譜信號，而新發現的波長信號不在記錄和標記的元素之內。馬賽諸塞州坎布里奇的哈佛—斯密森尼天體物理中心的埃斯拉·巴爾巴爾博士解釋說，這也許需要在普通物質以外的領域尋求對奇特信號來源的解釋。他們相信普通物質以外的物質是所謂的「惰性中微子」，奇特的暗物質粒子可能是某種奇異的亞原子粒子，科學家預言了它們的存在，卻未能探明它們的真實性，奇特波長的信號可能是「惰性中微子」以衰減方式產生的輻射。

普通中微子含有非常低的物質，它們和普通物質粒子通過弱核力和引力產生了非常少見的相互作用。惰性中微子被認為和普通物質粒子僅僅發生引力的相互作用，科學家根據惰性中微子的特點將它們列入暗物質的候選者名單。巴爾巴爾博士解釋說，如果新的觀測結果被證明是正確的，那麼星系團暗物質的一部分可能由惰性中微子構成、或惰性中微子是暗物質的一種類型。天文學家觀測了73個星系團，它們處在不同距離的太空位置上，跨越了很大的太空區域，近的星系團距離地球幾億光年，遠的星系團距離地球幾十億光年，天文學家將不同星系團的觀測資料集合起來，他們重點觀測了，英仙座星系團是我們所在星系團的鄰居，它是一個大質量的物質結構體，他們在多次觀測和數據集合的基礎上發現了新類型的昏暗信號。

新類型信號的發現有深遠的科學意義，天文學家和物理學家保持了十分謹慎的態度，他們使用X—MM牛頓望遠鏡、錢德勒望遠鏡和其它高性能望遠鏡，對這些星系團進行了深入觀測，有必要觀測更多的星系團。為了確認和證實新的暗物質粒子，科學家期待更多的觀測和數據分析研究。歐航局負責X—MM牛頓望遠鏡的科學家諾伯特·沙特爾解釋說，奇特X—射線信號的發現依賴於X—MM牛頓望遠鏡的檔案數據和強大的觀測性能，它在不同的波長範圍接收大量的X—射線，以前被認為不可能的發現現在變成了可能。X—MM牛頓望遠鏡似乎幫助科學家第一次探測了可能的暗物質粒子信號，科學家沒有確鑿的把握來斷定，惰性中微子構成了某種暗物質粒子的信號源。他們得到了一些重要線索，提高了他們對暗物質粒子奇異性的認識，新的線索好像在黑夜世界中閃亮的燈塔，指引了對暗物質粒子科學發現航船的行進。巴爾巴爾博士和科學小組的成員在《天體物理學》雜誌發表了他們的研究成果，文章的題目為，「對一種未確定發射線的探測——混合在星系團X—射線的信號」。

（編譯：2014-6-30）

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