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物理学家或发现暗物质 银河系中央存在异常辐射

http://www.kexue.com 2012-09-06 09:02:42 腾讯科学  发表评论

物理学家或发现暗物质 银河系中央异常辐射
欧洲空间局普朗克空间天文台探测银河系中央的神秘辐射释放
物理学家或发现暗物质 银河系中央异常辐射
2009年发射入轨的欧洲空间局普朗克空间天文台

  发射于2009年5月4日的欧洲空间局普朗克空间望远镜或发现了暗物质起源之谜。宇宙中存在大量看不见的暗物质,填充着星系与星系之间的宇宙空间,占据了宇宙的23%。早在七十年前,荷兰和美国的天文学家发现星系周围存在未知的质量影响星系的旋转,并提出了各种各样的假说。天文学家、宇宙学家以及粒子物理学家们一直都在寻找暗物质之谜的答案。

  来自玻尔研究所的科学家通过欧洲空间局普朗克空间望远镜的观测数据发现了可能是暗物质起源的一个解。定点在L2拉格朗日点上普朗克空间望远镜并不是固定指向,而是以每分钟一转的速率绕着主轴旋转,并在每一个小时改变指向,这就意味着普朗克望远镜完成一次巡天扫描需要六个月的时间。普朗克空间望远镜的设计目标为使用前所未有的高灵敏度仪器绘制宇宙微波背景辐射各向异性分布图,为科学家们了解银河系、宇宙时空以及宇宙中的物质基本属性打开了一个新的方向。

  此前,普朗克望远镜探测到来自银河系中央异常独特的射电辐射信号,科学家们通过使用不同的探测方法来分离信号中不同波长的谱线,我们现在已经能确定这些异常辐射的光谱信息。根据哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所的科学家帕维尔·纳什勒斯基(Pavel Naselsky)介绍:“异常的辐射源来自电子和正电子循环释放的辐射,并围绕这磁场线进行高能循环运动,具有相当强劲的辐射释放,我们推测其可能来自暗物质。”

  银河系中央的辐射释放分布,由普朗克空间天文台探测。黑色的区域为星系盘的辐射释放,照片中央蓝色、红色和白色区域就是新探测到异常辐射的宇宙空间。玻尔研究所的科学家帕维尔·纳什勒斯基等通过计算发现暗物质可能较重的粒子构成,其重量大约是希格斯子的十倍左右,也就是说暗物质粒子可能比质子重一千倍。但是它们具有飞船独特的属性,并不会与正常的粒子发生相互作用,而且暗物质粒子通常分布零散,彼此之间也不会进行相互影响。

  但是科学家们根据普朗克空间望远镜的数据推测银河系中心附近的暗物质粒子浓度非常高,并且存在一个强有力的证据显示银河系中央附近的暗物质粒子发生相互碰撞,并形成了电子和正电子对。这些电子和正电子开始围绕着银河系中央的磁场区域进行旋转,产生极为不寻常的辐射。在此之前,科学家们就已经探测到银河系中央神秘的辐射源,但是由于探测仪器的灵敏度不够,对这些辐射源的判断并不十分清晰。但欧洲空间局的普朗克空间望远镜拥有极为敏感的探测仪器,可“看清”这些奇怪的辐射源。

  银河系中央的不寻常辐射并不能通过星系结构演化理论进行解释,也不是超新星爆发时产生的辐射,因此科学家们相信这可能是暗物质显现的证据。根据玻尔研究所的科学家帕维尔·纳什勒斯基介绍:“如果不是暗物质的证据,那么这个发现也意味着一种未知的粒子加速机制被我们探测到,在未来的几个月内或将有令人兴奋的发现新成果。”(Everett)

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