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详解银河系神秘"光束" 或助揭开暗物质之谜(图)

http://www.kexue.com 2013-06-07 10:03:52 环球时报  发表评论


揭秘银河系神秘光束

  美国宇航局费米伽马射线太空望远镜两年的观测建造的这张全天图像显示了天空在伽马射线光下的情景。明亮的颜色暗示着明亮的伽马射线源。天空布满了散射的光芒,并且在我们银河系平面是最明亮的。离散的伽马射线源包括银河系以及超大质量黑洞驱动的遥远星系内的脉冲星和超新星残余。

  科学家近日表示,银河系中央某种类型的伽马射线光有趣的暗示可能是隐匿的暗物质的结果——或者并不是。在过去的几年里,科学家一直都在争论这束光是否真实存在,以及它所代表的意义。目前研究人员请求观测到这束射线光的美国宇航局费米伽马射线太空望远镜的管理小组改变观测策略,以确定这束信号是否真实存在。

  然而,即便从银河系中央真的放射出额外的伽马射线光子,科学家仍无法得知这些光子是否是由暗物质产生的。

  理论认为某种既不能看到又不能接触到的暗物质神秘形式在宇宙里其实是非常普遍的,这使得它的存在只能通过它的引力拖拽效应感知。目前有关暗物质最流行的理论认为暗物质是由某种新型的基本粒子组成,名为弱相互作用大质量粒子(WIMP)。

  湮灭WIMPs

  由于WIMPs被认为是自己的反粒子(反物质是正常物质的镜像版,两者相遇时会相互湮灭),如果两颗WIMPs相碰撞,它们将会立即毁灭。这些爆炸,在暗物质最密集的银河系中央应该是最常见的,它们很可能会产生新的粒子从而产生一种精确能量的伽马射线光子。这些光就是费米太空望远镜所观测到的。

  “这非常模糊不清——它可能是统计的侥幸,也可能是系统性效应或者它的确是真实的信号,”荷兰阿姆斯特丹大学的天体物理学家克里斯多夫·韦尼格(Christoph Weniger)这样说道。“目前,发现的信号都有这三种可能。”

  韦尼格是近期发表的指出费米太空望远镜花费太多时间在银河系中央寻找这些特征的白皮书的主要作者。这篇文章是为了响应费米太空望远镜项目科学家、美国马里兰州美国宇航局戈达德航天中心的天体物理学家朱莉·麦克恩奈利(Julie McEnery)的号召,旨在呼吁寻找费米太空望远镜观测的其它策略。

  新策略

  费米太空望远镜于2008年6月发射,自那时起就一直在观察整个天空。尽管它的科研目标之一是更多的了解暗物质,但这一天文台被用于很多领域的科研,包括名为脉冲星的旋转恒星,其它星系里的发光超大质量黑洞,两者都会释放出伽马射线光。

  韦尼格的提案建议费米太空望远镜在银河系中央可见的时候观测它,这将增加它收集该太空区域的数据的速率。然而,这一提案的本意并非是从其它项目转移太多时间至此。

  “我们非常担心这将对其他人的科研项目产生消极的影响,”哈佛大学的天体物理学家、白皮书的合作作者道格·芬克柏那(Doug Finkbeiner)这样说道。“我们正尽力为项目做正确的事。”

  费米太空望远镜已经接受资助将持续运行到至少2016年,潜在的给予了足够的时间解决星系中央神秘光的问题。“我认为如果我们立即开始一项新的观测策略,我们可能在2015年就能获得这一疑问的解答。” 芬克柏那说道。

  更多数据

  随着获取更多星系中央的有关数据,科学家希望能够确定费米太空望远镜发现的暗示,也即在特殊的能量范围内——130千兆电子伏——是否真的存在伽马射线光的过量。

  很可能这些暗示只是统计波动,随着更多数据的获得,这些射线光过量可能会消失。还有一种可能便是,费米的数据的确显示出这些光子的过量存在,但这是因为仪器设备里的人工制品所致——也即是系统错误。

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