天文■科学家意外发现神秘的X射线信号消失,会是什么原因?
这种神秘的x射线信号原本可用于提供暗物质存在的证据 , 它的消失也如它的探测功能一样 , 引起了较大争论 。
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银河周围的暗物质衰变之时 , 会随之释放x射线 。 以此 , 科学家可探测到该种明亮的球状光晕释放物 。
戴瑟(C.Dessert) , 罗德(N.Rodd) , 赛费(B.Safdi)以及罗斯特曼(Z.Rostomian)使用费米大面积物理天文望远镜 , 花费一整年的时间观测太空 , 却无所获 。
但他们并没有空手而归 , 这个团队所得出的“无效结果”至少可以排除有关暗物质的其中一个可能性。
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密歇根大学的克里斯托芬和他的同事致力于寻找一种微弱的x射线信号 。 这种信号在2014年被哈佛-史密松天体物理中心(CenterforAstrophysics,Harvard&Smithsonian)的埃斯特拉(EsraBulbul),以及莱顿大学的亚历克斯(AlexeyBoyarsky)和他们的团队所发现 , 但这种信号鲜有相关解释 。
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由于其他观测目标都没有类似的结果产生 , 因此这种发现也一度引起较大争议 。 信号首次探测到是在星系团中心 , 这种充满能量的神秘X射线信号大约有3500电子伏特 。 这之后 , 通过不同的X射线天文望远镜 , 在包括银河在内的多个天文目标的探测中都能发现这种信号的踪迹 。
有些人怀疑暗物质储备物--惰性中微子衰变时会产生X射线光子 , 每7keV惰性中微子会产生3.5keV光子和一个普通中微子 。 另外一些人认为暗物质的解释简直就是不可理喻的 。 Dessert和他的物理学家伙伴们在《科学》上表明 , 已经检测了上百次银河系的观察图像 , 都没有3.5keV信号的迹象 。 问题来了 , 他们的结论站得住脚吗?
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宇航员们已经发现了在英仙座的X光光谱和其他星系团中存在未知来源的迹象 。 (已经展示在这)银河的最新观测结果中没有迹象显示 , 但是缺失与检测结果一样有争论性 。 凝视着茫茫天空
为了勘测难以捉摸的X射线信号 , Dessert和他的同事从XMM-牛顿卫星上的X射线摄像机拍摄图像中参考了752张观测结果 , 且只选择来自银河系中心的5°至45°的空旷区域(blank-sky观测) , 其中含有银河系光环 。 综合起来 , 这些观测结果相当于一年的曝光时间 。
“事实证明 , 银河系的光环应该是天空中衰变的暗物质里最亮的物体之一 , ”Dessert表示 。 “虽然英仙座星系团的暗物质要大得多 , 且距离有数百万光年 , 但事实证明 , (来自英仙座和银河系)的信号大小大致相同 。 "
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Dessert和他的同事同时研究数百个观测结果 , 将分析限制于极小的能量范围(3.3keV和3.8keV之间) 。 他们没有发现3.5keV信号的迹象 。 此外 , 通过计算他们应该根据暗物质模型接收多少X射线 , 研究小组能够消除7keV惰性中微子作为暗物质粒子储备物——他们表示 , 如果存在 , 就会被观测到 。 无论是不是来自遥远星系团发出的信号——更无论是真实还是混杂的的背景噪音——它都不存在于银河晕中 。 宇宙背景全关联
然而 , 此种信号的缺少激起了原始设备的众多争议 。 迪涩特和其他物理学家曾经使用该技术分析的X射线数据违背了天文学家的经验 。
梳理来自宇宙背景的X射线信号要求理解宇宙背景是何物 。 一个背景来源是真实的宇宙来源 , 该来源的X射线可能隐藏一个暗物质信号 。 另一个宇宙背景来源是由于银河系宇宙射线与太阳风粒子和宇宙望远镜及其设备相互影响而产生的“伪”X射线 。 粒子可以产生佯装成宇宙X射线来源的信号 。 博博说:“对于研究者 , 估判和消除粒子引起的背景(如:仪器背景)是最具挑战性的 。 ”
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