费米望远镜以新方式扩大暗物质搜索

2016年08月17日08:10  来源:科技日报
 

据物理学家组织网消息称,美国国家航空航天局(NASA)下属费米太空望远镜已开始利用全新方法扩大对暗物质的搜索,并进一步限制了暗物质粒子可能的特征。

暗物质在宇宙尺度上影响了宇宙的历史,但它的寻找过程甚是艰难。对于人类来讲,它实在很“暗”:我们根本看不到暗物质发光,也看不到它辐射其他粒子,其存在的证据一直是通过引力得来的。当前,寻获暗物质有两个办法:将仪器放入地下或送上太空。

2008年升空的费米太空望远镜包括广域望远镜(LAT)和伽玛射线暴监视系统(GBM),这意味着,其一部分使命是对宇宙中狂暴难测的伽玛射线进行探索。今年稍早时候,费米团队利用该望远镜超过6年的数据完成了3份报告,其中包括使用新方法对暗物质进行搜索的结果。研究人员认为,伽玛射线是光的最高能量形式,可以帮助揭示暗物质粒子的一些存在类型。

在这些结果中,费米望远镜探测到在银河系中央与其他围绕银河系运转的矮星系中,有与暗物质明显相关联的伽玛射线信号。虽然目前还没有令人信服的发现,但已排除了一定范围内的质量与相互作用比率的可能性,进一步限制了暗物质粒子可能具有的某些特征。

新研究还一并探索了暗物质由轴子(天文学模型中假想的暗物质构成粒子之一)或其他相似特性粒子组成的可能性。这一类粒子能够转化为伽玛射线,当他们与强磁场相互作用时又会转回原来的形态,因此在不断切换的过程中应当会残留下一些“踪迹”。斯德哥尔摩大学团队对散发高能量伽玛射线的NGC1275星系展开研究。位于英仙座星系团中央的这个星系,其炽热气体更有利于伽玛射线和轴子类粒子的转化。通过费米望远镜搜寻的信号,研究人员排除了可能包含了4%暗物质的轴子类粒子。这一研究结果表明,人们现在已经可以更详细研究轴子粒子的模型,并最大限度缩小可能的质量范围。(张梦然)

总编辑圈点

科学家采取常规手段追踪“暗物质嫌疑人”,一直没发现可靠信号,所以开始找些新方法——并不针对某个特定目标,而是分析整个天空中的伽玛射线背景。虽然还是不能确定暗物质到底是什么,但现在排除了一些不可能分子,“嫌疑人”的范围被缩得更小了。而暗物质存在的形式一旦揭秘,无论它是某种粒子还是一种我们尚未知晓的状态,当今人类的天文、物理教科书都将随之改变。

(责编:魏艳、赵竹青)

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