不寻常的X射线线为暗物质的性质提供了新的线索

时间：2021-08-01 17:52:14 来源：

这是Perseus Galaxy Cluster的X射线图像，距离地球约2.4亿光年。由星系和星系集群发出的X射线辐射仍然对天体物理学家造成了许多谜题。特别是，它可以为神秘的暗物质的性质提供线索。美国宇航局

暗物质越来越令人费解。在世界各地，物理学家一直在尝试确定这些物质颗粒的性质，其不会发光，因此对人眼不可见。他们的存在是在20世纪30年代发布的，以解释某些天文观察。如可见的事情，就像占星恒星和地球的那样，构成了宇宙的5％，所以已经提出了暗物质必须代表23％的内容。但迄今为止，尽管研究了密集的研究，但事实证明，实际上无法识别所涉及的粒子。Johannes Gutenberg大学Mainz（JGU）的研究人员现在呈现了一种新颖的暗物质理论，这意味着暗物质颗粒可能与通常假设的暗物质颗粒非常不同。特别是，它们的理论涉及极光的暗物质颗粒 - 与电子的较轻较轻的百倍，与许多涉及非常重的暗物质颗粒的常规模型相反。

根据常见的理论，暗物质必须存在，因为否则星星不会继续在他们的星系中心周围旋转，因为他们实际上是这样的。在暗物质特别赞成的候选物中，所谓的弱相互作用的巨大颗粒或WiMPS。例如，研究人员在意大利Gran Sasso地下实验室中寻找这些研究。但最近在天体物理学领域的科学出版物越来越多地认为，在暗物质上，WIMPS不太可能是可行的前景。“我们也是积极寻求寻求可能的替代方案，”Joachim Kopp教授Joachim Kopp教授说。

物理学家与他的同事们伏德兰布尔加尔，贾柳和小平想要仔细看看2014年几个独立群体所开展的观察结果。该组报告存在先前未检测到的光谱线，其能量为3.5千克电压（KeV），来自远处星系和星系簇的X射线光。这种不寻常的X射线辐射可能会为暗物质的性质提供线索。先前已经指出，暗物质颗粒可能衰减，从而发光X射线。然而，Joachim Kopp的基于Mainz的精确物理学卓越级别的团队，基本的互动和物质结构（PRISMA）正在采取另一种方法。

通过湮灭暗物质产生的X射线辐射

PRISMA研究人员提出了一种情景，其中两个暗物质颗粒碰撞，导致它们的相互湮灭。这类似于例如，当电子与其天线相遇时，这是类似的。“如果它由颗粒制成，康普解释说：”已经假设它不可能观察到暗物质的这种湮灭。“我们已经使我们的新模型进行了审查并将其与实验数据进行了比较，并且它一切都符合旧模型的情况。”

根据Kopp的模型，暗物质颗粒将是一个只有几千电子伏特，经常被称为无菌中微子的费米。这种轻质暗物质通常被认为是有问题的，因为它使得难以解释星系是如何形成的。“到目前为止，我们已经能够处理这些问题，”Kopp解释道。“我们的型号提供了优雅的出路。”暗黑物质的湮灭是两步过程在这方面的重要性至关重要：在该过程的初始阶段期间，形成中间状态，后来崩解到观察到的X射线光子中。“我们的计算结果表明，由此产生的X射线签名与观察结果密切相关，从而为这些提供了一种新颖的解释，”kopp添加。

与此同时，新模型本身是一般的，即使事实证明，它将提供一个有趣的起点，即使是2014年发现的频谱线具有不同的原点。JGU的理论和实验物理学家目前正在研究建议的ESA Mission E-Astr中，旨在通过以前未解成突的准确度分析天体物理X射线辐射。

出版物：Vedran Brdar等人，“X射线线从柯佛队的暗物质歼灭，”物理评论信，2018; DOI：10.1103 / physrevlett.120.061301

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