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天体物理学家正在揭开暗物质的秘密

发布时间:2018-05-14    点击量:49

银河示意图显示了暗物质晕(灰色),球状星团(红色圆圈),厚圆盘(深紫色),恒星盘(白色),恒星隆起(红橙色)和中心黑洞。恒星盘的直径约为10万光年。黑暗的光环延伸至至少600,000光年的直径。信用:NASA / CXC / M.Weiss

迈阿密大学天体物理学家Nico Cappelluti研究天空。物理系助理教授Cappelluti对超大质量黑洞的宇宙现象,暗物质的性质以及活跃的星系核,这是在许多星系中心发现的非常明亮的光源感兴趣。

最近,Cappelluti发表了一些研究结果,可以对科学家和天体物理学家几十年来一直在研究的问题提供见解:什么是暗物质,它来自哪里?

根据哈佛 - 史密松天体物理中心的天体物理学家Esra Bulbul和Cappelluti的研究报告的共同作者,宇宙中约95%的质量是由科学家无法识别和看不见的材料组成,即暗物质。

Cappelluti的研究发表在“天体物理学报”上,题目为“用钱德拉在深层地区搜索3.5 keV线:10个MS观测值”,研究了一个有趣的光源,它被四个不同的望远镜捕获,每个望远镜指向不同的方向天空。光源对科学家来说是陌生和无法辨认的,并且在天体物理学界引起了不小的轰动。 2014年,Bulbul在研究星系团时也发现了辐射线。

“我们使用特殊的望远镜捕捉天空中的X射线光线,在观察这些X射线的同时,望远镜发现了一个意想不到的特征,并捕获了光谱,这不是由任何已知的原子发射产生的,”Cappelluti说。 。 “这个排放线现在被称为3.5千电子伏特(keV)。这种排放线的一种解释是,它是由暗物质衰变产生的。“

捕获3.5 keV辐射的四台望远镜是美国宇航局的NuSTAR望远镜,欧洲航天局(ESA)的XMM-Newton望远镜,钱德拉望远镜和日本的朱雀望远镜。

“这3.5千伏特的发射线不明。我们真的不知道它是什么,“Bulbul说。 “但有一种理论认为,它可能是一种不育中微子,也称为衰变暗物质。 Cappelluti博士研究的真正有趣之处在于他在我们自己的银河系内发现了这条3.5 keV的线。“

“如果得到证实,这将告诉我们什么是暗物质,并且可能是物理学中的重大发现之一,”Cappelluti说。 “我们知道银河系被暗物质包围着。想一想,就好像我们生活在一个暗物质的泡沫里。但我们也希望我们的检测具有统计上的确定性,所以现在我们正在组建一个无菌中微子特遣队。“

今年秋天,来自世界各地的几位科学家,包括哈佛大学的Bulbul,计划聚集在迈阿密大学组织一个大规模的数据挖掘项目,以调查和研究这个3.5千伏特的发射谱线。

“目前的目标是继续观察天空,直到我们获得更强大的分辨率更好的操作望远镜,这种望远镜在2021年之前不会准备就绪,并分享和分析来自试图揭示暗物质秘密的其他科学家的数据,“Bulbul说。

除Cappelluti和Bulbul外,论文中的其他合着者还包括来自哈佛 - 史密松天体物理中心的Francesca Civano和Randall K. Smith;麻省理工学院Kavli天体物理学和空间研究所的Adam Foster,Eric Miller和Mark W. Bautz;和来自耶鲁大学的Priyamvada Natarajan和Megan C. Urry。

论文:用Chandra搜索深度场中的3.5 keV线:10 Ms观测值

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