中國天文學家提出檢驗3.5 keV發射線軸子轉化起源假說的方法

畫家構思的軸子與漩渦星系磁場相互作用
國家天文台鞏岩研究員、陳學雷研究員以及清華大學馮驊教授首次提出可利用3.5 keV發射線光子的極化方向來檢驗其軸子(axion)轉化起源的假說。此研究結果將有助於解開3.5 keV發射線的起源問題,同時可以幫助確認軸子的存在。

最近的X射線觀測顯示,在一些星系團、漩渦星系甚至銀河系中心,可能存在一條能量為3.5 keV左右的微弱發射線。此發射線有可能是還未確認的某種原子發射線,但科學家們認為其很可能是由暗物質衰變產生的。進一步的觀測和理論研究表明,暗物質直接衰變成3.5 keV光子並不能很好的解釋此發射線的起源。一種更加符合觀測結果的理論認為,此發射線是由暗物質粒子衰變為軸子,而後軸子再與星系或星系團中的磁場相互作用,從而最終轉化為3.5 keV光子。如果此轉化機制能夠被確認,將為軸子這一假想粒子的存在提供強有力的支持,並對粒子物理學以及暗物質的研究都具有重要的意義。

【圖、文:節錄自中國科學院國家天文台網頁;新聞訊息由林景明提供】 研究全文刊登在已經出版的《物理評論快報》

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