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暗物质的秘密或就藏在木星
2021年04月21日 新人新作 ⁄ 共 971字 暂无评论 ⁄ 被围观 21 views+

  科学家距离找到暗物质越来越近了。近期两份发表在预印网上的研究,以木星作为窗口探测暗物质,发现了一个新的线索。

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朱诺号探测器拍摄到的木星云层图像

 

现在主流天文理论认为暗物质是把宇宙中星系粘合在一起的物质,但是对于暗物质具体究竟怎样运作,由哪些粒子构成还一无所知。多数科学家猜测这可能是因为构成暗物质的粒子太小、作用力太弱,现在的观测方法敏感度不够,所以探测不到。 

在地面上,欧洲核研究组织(CERN)的大型强子对撞机(LHC)不断撞击各种亚原子进行实验,目标找到撞击过程中无法解释的能量损失,认为这就是发现未知粒子的间接证据。这个探索方法目前也没有结果。

然而,科学家认为暗物质就是自然存在的物质,应该会被像太阳、地球或木星这样的大质量天体吸入。累积足够长时间后,暗物质在这些天体内的密度达到一定程度,应该会导致暗物质粒子互相撞击,发生湮灭,而这个过程将放射出高能射线——比如伽马射线。

利用美国宇航局(NASA)2008年投放升空的费米伽玛射线太空望远镜(Fermi Gamma-ray Telescope),研究人员林登(Tim Linden)和莱恩(Rebecca Leane)观察木星上伽马射线的情况,发表了有史以来第一份这样的分析,目标探查木星上暗物质粒子的踪迹:如果木星有多余的、无法解释的伽马射线,应该就是暗物质粒子之间湮灭发出的。

莱恩说,木星的大小和温度是探索暗物质的理想对象。“因为和太阳系内其它行星相比,木星的表面积很大,能够捕获更多暗物质。你可能会问,那为什么不选更大的天体——太阳去观测呢?”

“选用木星的第二个有利因素是,木星内核比太阳温度低,暗物质粒子受到的热刺激小。这将阻止暗物质从木星上蒸发,而在太阳上很可能就蒸发掉了。”莱恩解释说。

遗憾的是,林登和莱恩的第一份研究没有发现暗物质的踪迹,但是,他们倒是发现了一种低能量级的伽马射线,无法解释其来源,耐人寻味。

莱恩说:“分析如此低能量级的伽马射线,我们真是难为费米望远镜了。我们期待用将来开发的MeV伽玛射线望远镜,例如AMEGO和e-ASTROGAM,寻找木星上任何伽马射线的踪迹,特别是费米望远镜基本上无能为力的低能级伽马射线。可能木星上藏有更多秘密等待我们去发现。”

AMEGO和e-ASTROGAM望远镜还在设计的初期阶段。它们是天文学家期待的、下一步探索暗物质的利器。

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