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银河系中心放射出强大又神秘的辐射信号
来源 : 科学之家   发布时间 : 2016-04-27 17:12

图片说明:银河系中心的合成影像。图片来源:NASA/JPL-Caltech/ESA/CXC/STScl


暗物质(dark matter,一种比电子和光子还要小的物质,宇宙的重要组成部分)是现代物理学中最伟大的发现之一。尽管人们还未直接探测出来暗物质,但却已清楚宇宙所有物质中约5/6是暗物质,不过多是以戏剧性的方式捆绑在一起。正是暗物质的存在,才使星系在旋转时避免了被撕裂的命运。

近日,美国哈佛大学的研究人员在Physics of the Dark Universe上发表研究指出,暗物质也可以被毁灭,而暗物质的毁灭或许可以揭示出其最初的组成成分。研究人员表示,他们已经在银河系中心处找到了一个被毁灭的暗物质。

近年来,科学家们一直在争论暗物质到底是由什么组成的,其中一种观点表示,暗物质粒子非常稠密,已处在变成微型黑洞的边缘。不过,许多天体物理学家都认为这些暗物质粒子不管最后变为什么,与“普通”物质都共有一个特性,即会以两种状态出现,要么是物质,要么是反物质。物质与反物质相遇时就会爆炸,放射出高能量辐射,而两者都会灰飞烟灭。

研究小组一直在寻找物质-反物质毁灭的起源,不过对象是暗物质,而非普通物质。此前的研究通过观察银河系中心发现了强大的伽玛射线(γ-射线)辐射,银河系中心处的物质可能是暗物质,而且密度尤其高。其中一个可能的解释是暗物质粒子与等效反物质粒子发生碰撞后各自毁灭,碰撞过程中产生了这种强大的辐射信号。

然而,研究小组意识到许多其它天体事件也会爆发这样强大的辐射。事实上,中子星、正在融合的黑洞、超新星和其发出的光辉、核子尘埃(核武器爆炸后产生的微小放射性颗粒)等都会放射出伽玛射线。研究小组认为,基于目前的暗物质理论模型,观察到的来自于银河系中心强大的伽玛射线辐射只会是由脉冲星或暗物质毁灭而成。

图片说明:伽玛射线信号似乎来自于银河系中心处一个不会出现脉冲星的区域。 图片来源:Daylan et al./Physics of the Dark Universe

脉冲星(pulsar)是一种中子星,经常被称为"宇宙的灯塔",会以不可思议的速度旋转,而且会放射出电磁辐射光束,看起来就像是一些能量脉冲。如果是脉冲星造成的伽玛射线辐射,那么就需要定位脉冲星。脉冲星通常处于其他星团(star cluster)附近,通过仔细分析,研究小组得出结论,银河系中心处放射伽玛射线辐射的区域不可能含有脉冲星。既然淘汰了脉冲星,那么似乎伽玛射线辐射是由暗物质的毁灭所致。这项研究的发现一经证实,会对宇宙学和粒子物理学产生深远的影响。

每一秒可能会有数亿个暗物质粒子穿过人们的手,所以人们有必要知道这些暗物质的组成成分,而暗物质的毁灭或对阐明其组成成分有所帮助。(科学之家,译审/编辑:YWY)

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