費米太空望遠鏡以新方式擴大暗物質搜索

畫家筆下的費米太空望遠鏡
美國太空總署費米太空望遠鏡利用全新方法擴大對暗物質的搜索,並進一步限制了暗物質粒子可能的特徵。

暗物質在宇宙尺度上影響了宇宙的歷史,但它的尋找過程甚是艱難。對於人類來講,它實在很暗:我們根本看不到暗物質發光,也看不到它輻射其他粒子,其存在的證據一直是通過引力得來的。當前,尋獲暗物質有兩個辦法:將儀器放入地下或送上太空。

2008年升空的費米太空望遠鏡包括廣域望遠鏡(Large Area Telescope)和伽瑪射線暴監視系統(Gamma-Ray Burst Monitor),這意味著,其一部分使命是對宇宙中狂暴難測的伽瑪射線進行探索。今年稍早時候,費米團隊利用該望遠鏡超過六年的數據完成了三份報告,其中包括使用新方法對暗物質進行搜索的結果。研究人員認為,伽瑪射線是光的最高能量形式,可以幫助揭露暗物質粒子的一些存在類型。

在這些結果中,費米望遠鏡探測到在銀河系中央與其他圍繞銀河系運轉的矮星系中,有與暗物質明顯相關聯的伽瑪射線訊號。雖然目前還沒有令人信服的發現,但已排除了一定範圍內的質量與相互作用比率的可能性,進一步限制了暗物質粒子可能具有的某些特徵。

新研究還一併探索了暗物質由軸子(axion,天文學模型中假想的暗物質構成粒子之一)或其它相似特性粒子組成的可能性。這一類粒子能夠轉化為伽瑪射線,當他們與強磁場相互作用時又會轉回原來的形態,因此在不斷切換的過程中應當會殘留下一些蹤跡。斯德哥爾摩大學團隊對散發高能量伽瑪射線的NGC1275星系展開研究。位於英仙座星系團中央的這個星系,其熾熱氣體更有利於伽瑪射線和軸子類粒子的轉化。通過費米望遠鏡搜尋的訊號,研究人員排除了可能包含了4%暗物質的軸子類粒子。這一研究結果顯示,人們現在已經可以更詳細研究軸子粒子的模型,並最大限度縮小可能的質量範圍。

【圖、文:綜合自互聯網新聞報導;新聞訊息由林景明提供】

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