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亚洲欧美丝袜自拍校园另类 _“红与黑”伽玛射线预示银心的暗物质

对费尔米实验室数据的分析显示,从银河系中心喷出的射线也许揭示了“暗物质”的线索,科学家观测了银河系中心喷发的现象,在研究伽玛射线喷发的过程中似乎找到了暗物质存在的依痕迹。将暗物质和银心喷出的射线相联系,这似乎提供了新的研究路径。暗物质是目前知之甚少的一种物质,它们构成了宇宙总物质成分的大部分。科学家使用了NASA费尔米伽玛射线望远镜提供的数据,在数据分析中发现了暗物质存在的可能。费尔米国家加速实验室(FermiLab)、哈佛-斯密森尼天体物理学研究中心(CFA)、麻省理工学院(MIT)和芝加哥大学的科学家开发了一种图形技术,通过图像技术显示了银心发出的高能伽玛射线,实际上,在银河系中心存在过量射线,过去对过量射线源缺乏合理的解释,科学家现在发现,在银心出现的过量射线与“暗物质“”存在的解释相一致,暗物质可能是过量射线的来源。

位于巴达维亚的费尔米实验室的天体物理学家丹·胡珀解释说,新的图形技术适合对对过量射线进行分析,科学家考虑了更多常规性的解释,诸如:类星体和宇宙射线可能是过量射线的来源、气体云团碰撞产生了过量射线等。目前的一些常规理论不能很好地解释过量射线的来源,与简单暗物质模型的预测不一致。银心充斥了各类伽玛射线源,从相互作用的双星系到单个脉冲星,从超新星爆发留下的残骸到粒子和星际气体的撞击,天文学家从射线源的多样性进行推测,在暗物质分布密度最高的星系中心寻找到暗物质的踪迹。科学家目前通过暗物质对普通物质的引力作用来推断暗物质的存在,星系物质的结构在暗物质的巨大作用下建立起来,暗物质构成了星系形成的动力基础。

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对暗物质真实的性质知之甚少,WIMPs可能是产生弱相互作用的大质量暗物质粒子,它们是暗物质粒子的主要候选对象。理论物理学家预测了多种类型的WIMPs,一些WIMPs粒子可能有其中之一的性质,一种是粒子在相互作用中产生了湮灭现象,另一种是在相互作用中产生了一种很快衰减的中间产物粒子。无论存在哪一种性质,当WIMPs粒子发生相互碰撞之后将以伽玛射线的辐射结束生命的周期。伽玛射线是最高能量的光线,费尔米大视域望远镜(LAT)探测了在一定能量范围的伽玛射线。天文学家从LAT银心观测的资料中仔细剔除已知的伽玛射线源,确实存在残余、过量的伽玛射线,它们最突出的特征是能量范围在10亿到30亿电子伏特(Gev),能量级别大体上为可见光能的10亿倍,高能射线从银心向外一直延伸到5000光年远的地方。

产生湮灭现象的暗物质粒子质量在31到40电子伏特之间,它们是产生伽玛射线的适配粒子,解释了过量伽玛射线光谱的来源,过量些射线从银心均匀地向外发出,呈对称性的分布。《物理学评论D》发表了胡珀科学团队的研究成果。他们用暗物质机制解释了过量伽玛射线的来源,这与其它的解释方式不同,其它的理论或者困难、或者不需要暗物质的介入。位于坎布里奇的麻省理工学院(MIT)的理论物理学家特雷西·斯列泰尔解释说,通过欧洲大型强子对撞机(LHC)的实验,科学家能够直接探测特定质量范围的暗物质粒子,他们在实验室了解它们的相互作用,天文学的探测十分缺少。从LAT探测的信号非常令人振奋,天文探测的过程没有结束,他们也许探测到了暗物质粒子在相互湮灭中产生的伽玛射线信号。

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位于坎布里奇的CFA的天文学和物理学教授道格拉斯·芬克拜纳解释说,银心存在过量的伽玛射线现象,科学家列举了一份射线源的清单,以排除法将已知的射线源剔除,剩下的射线源可能是过量射线的来源地,对剩余射线源的研究最终指向暗物质。LAT项目的主要研究员,斯坦福大学物理学教授彼得·迈克逊解释说,在对银心过量伽玛射线的研究中应用了创新技术,通过费尔米射线望远镜和LAT项目的合作,他们不断应用创新技术,以检验星系中心区域不同寻常的复杂性,争取找到过量伽玛射线的根源,

在银心存在的巨量暗物质可能是过量射线的根源,不同种类的伽玛射线源混合起来,主要的性质掩盖在复杂的现象之中,似乎每一种射线源都有可能成为过量射线的来源,然而,科学家将视线从银心转移到其它类型的星系,答案似乎“水落石出”,他们由此获得了一种清醒认识,暗物质的作用构成了过量射线的来源。在银河系周围运转的矮星系存在巨大数量的暗物质,事实上,矮星系似乎构成了已知最大暗物质数量的源泉,然而,矮星系缺少其它类型的伽马玛射线源,矮星系没有银心包含的暗物质数量多,它们处在一个更加遥远的位置,当天文学家收到更微弱的伽玛射线信号时,科学家对矮星系的微弱射线信号需要更多的观测。

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过去的4年,LAT项目团队一直在搜索矮星系信号和暗物质线索,在相关研究成果的基础上建立了较为严格的有关暗物质粒子WIMPs质量范围和它们相互作用率的指标。2014年2月11日,费尔米射线望远镜团队记录了一次小规模,却很有研究价值的过量伽玛射线信号。卡福利研究所和斯坦福大学、国家加速实验室位于同一地区,LAT项目团队的成员、卡福利研究所的粒子天体物理学家和宇宙学家艾略特·布鲁姆解释说,只有大约十二分之一的机会,从矮星系接收的信号不是伽玛射线的释放、而是伽玛射线背景的一种量子涨落。随着大视域数字巡天计划的实施,天文学家发现了更多矮星。费尔米射线太空望远镜继续收集观测的数据,从矮星系搜索更强的信号是可能的,如果在矮星系搜索到有价值的射线信号,那么更为强烈的射线信号可能成为一个旁证,在我们银河系中心确实存在巨大数量的暗物质,在银心产生的伽玛射线喷发可能是暗物质粒子相互作用的结果。

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(编译:2014-4-11)


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