研究排除暗物質湮滅作為星系中心額外輻射的起源


費米伽瑪射線太空望遠(Fermi Gamma Ray Space Telescope)鏡在十多年前發現銀河系中心過量的高能輻射,這個現象使到一些物理學家確信他們看到暗物質粒子湮滅(Annihilation)的證據,但一組由爾灣加州大學(University of California, Irvine)的研究人員進行的研究,排除了這種解釋。

維珍尼亞理工學院暨州立大學科學家報告指出,通過對費米數據的分析和一系列建立的詳盡電腦模型,他們能夠確定 觀察到的伽馬射線不可能是由所謂的弱相互作用的粒子產生,而這種相互作用通常認為是暗物質。

研究人員表示,通過消除這些粒子,破壞這些粒子可以產生高達三千億電子伏特的能量,這對暗物質的性質施加了到今天為止最強的約束。

爾灣加州大學物理與天文學阿巴扎吉安(Kevork Abazajian)教授指出,在四十年左右的時間裡,粒子物理學家中最主要的暗物質候選者是一個熱的,相互作用弱,尺度微弱的粒子,這次研究結果首次排除了該候選物質中非常高質量的粒子的可能性。

爾灣加州大學物理與天文學瑪諾·卡普林哈特(Manoj Kaplinghat)教授補充說:「在許多模型中,該粒子的質量範圍是質子的十到一千倍。理論上,更大的粒子作為暗物質粒子的吸引力較小。我們消除在有利範圍內的暗物質候選物,極大地改善了我們對代表暗物質的可能性所施加的限制。」

阿巴扎吉安教授指出,暗物質訊號可能被銀河中心的其它天體物理學現象排除,例如:恆星形成,宇宙射線使分子氣體偏轉,最引人注目的是中子星和毫秒脈衝星,這是都是費米太空望遠鏡從恆星探測到多餘伽瑪射線來源。。

【圖、文:節譯自爾灣加州大學2020年8月26日新聞公佈】研究全文刊登在2020年8月20日出版的《物理評論 D》期刊

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