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198彩网址,银河系中似乎消失了一大片看不见的粒子云

发布时间: 2020-04-14        来源:未知    浏览次数:

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一项新的研究发现,银河系可能缺少一种奇怪的x射线,这种射线长期以来与其他星系的暗物质有关。如果这个发光的光晕真的消失了——没有参与这项研究的物理学家对它是否真的消失持高度怀疑态度——这将对暗物质是由假设的“无菌中微子”组成的理论造成打击。理论上,不育中微子是科学家们已经发现的微弱亚原子中微子的幽灵表亲,它们可能存在,也可能不存在。
 
这项新研究发表在3月27日的《科学》(Science)杂志上,研究人员以一种与以往略有不同的方式寻找这种发光的光环,这是其他物理学家之间最大的争论点。
 
“从科学的角度来看,我认为我们的工作遭到了很多反对——很多人对我们的工作很感兴趣,这就是科学应该运行的方式,”该研究的合著者、加州大学伯克利分校的天体物理学家尼古拉斯·罗德说。“一段时间以来,人们一直在思考如何用x射线寻找这些中微子。我们一进来就对如何寻找它们有了新的想法。每当有人走进来说,‘我有一个新点子,关于如何寻找与你正在做的事情不同的东西’,你的直觉应该是怀疑。我认为这完全是自然的反应。”
 
发现看不见的
 
能量分解和它有什么关系?
 
暗物质是宇宙中最大的未知物质。科学家们知道它的存在,主要是因为他们可以看到它在星系中引力的影响;已知的恒星和气体的质量还不足以将星系结合在一起。因此,天体物理学家认为,星系中存在着看不见的暗物质“晕”,它们提供了宇宙中缺失的部分,并共同占据了宇宙质量的85%。(关于暗物质还有其他种类的证据,但这是最重要的。)然而,他们不知道这个神秘物质是由什么构成的。
 
一些理论涉及相对较大的投机性粒子,即wimp。其他的包括超轻粒子,称为轴子。甚至还有一些奇异的、不被广泛接受的理论,它们依赖于微小黑洞的存在。但在某些方面,最简单的方法只涉及对物理学家的中微子模型进行轻微的调整——中微子是一种穿过空间的超轻粒子,与其他粒子的相互作用非常微弱。目前已知的中微子有三种:电子中微子、介子中微子和中微子。但一些粒子物理学家怀疑还有第四种:无菌中微子。这个较重的中微子根本不会与其他粒子相互作用,除非是通过重力作用,或者当它衰变的时候。由于其体积增大,它在空间中的移动速度不如其他中微子快。这意味着不育的中微子不会彼此分离,而是形成云,这表明它们可能像暗物质那样形成晕。
 
不育中微子和其他候选暗物质之间有一个重要的区别:随着时间的推移,不育中微子会衰变为我们所知的粒子,198娱乐代理前天跟我说可以按量升点,我以为忽悠人的198彩票平台优惠,谁知道昨天在198彩票平台打了比平时高几倍的流水后,今天一登陆198账户发现返点升了,看来198彩票的信誉不是吹的。,包括x射线光子。在20世纪90年代和21世纪初,研究人员提出,衰变的惰性中微子光晕会在x射线光谱的特定波长产生微弱的辉光。2014年,加在一起x射线探测到来自73个不同的星系团,哈佛大学的一组研究人员似乎找到这样一个发光的预期范围:微弱的飙升的x射线的能量水平3.5千电子伏(keV的能级粒子产生的光)。
 
几十个后续研究已经在其他星系群中发现了类似的3.5 keV发光(被称为3.5 keV线),尽管至少有一些对这条线的搜索——特别是在德拉科星系——结果是空的。
 
但这篇新论文的研究人员认为,3.5 keV线是所有暗物质中最亮、离我们最近的一个来源:我们的银河系。来自密歇根大学、加州大学伯克利分校和劳伦斯伯克利国家实验室的一个团队通过旧的x射线望远镜记录,挑选出“空白天空”的x射线图像——银河系中没有恒星但应该仍然有暗物质存在的区域。
 
他们认为,如果3.5 keV真的是暗物质信号,那么他们的大数据集应该包括3.5 keV。该团队相对确定银河系有暗物质。他们写道,暗物质离我们如此之近,覆盖了我们如此之多的天空,如果有的话,它们肯定会出现在他们的数据中,因为同样的原因,在你的卧室里发现一个大灯泡比在几英里外发现一个小LED要容易得多。他们认为,这有力地表明,3.5 keV线不是暗物质信号,而这将是对不育中微子理论的重大打击。
 
然而,并非所有人都对此深信不疑。
专家中Abazajian在3.5 keV线和中心主任宇宙学加州大学欧文一直以来评论家论文的第一个草案在2019年2月,说:“主要的问题是他们使用的方法不用于x射线天文学社区,还有原因,这些方法不用于x射线天文学社区。”
 
这项新的研究依赖于大量的数据——累计8300小时的望远镜观测时间——但这些数据来自一个非常狭窄的频率范围:在3.3到3.8 keV之间。数据的“能量分辨率”约为0.1 keV,今天刚刚在百度搜素198彩注册,发现现在开户可以找总代申请198198彩网址注册彩金,真的假的呢?,这意味着研究人员只能清楚地分辨数据集中的少数几个频率。他们的数据集有点像用超精密相机拍摄的5像素宽的照片:图像的质量非常好,但显示的内容不多。
 
论文的作者说,这很好。即使图像有一个低能量分辨率,3.5 keV线仍然应该清楚地显示在它的中间。他们认为,因为它不存在, 努力爱198彩时时彩平台,一定会有收获;因为198彩时时彩注册就送计画,我们希望198彩票注册网址出现奇迹。,这表明这条线根本不在银河系中。
 
这篇论文中的一个数据比较了研究人员发现的x射线水平(黑色的叉线)和他们原本认为存在3.5 keV的x射线水平(红色的破折号)。这篇论文中的一个数据比较了研究人员发现的x射线水平(黑色的叉线)和他们原本认为存在3.5 keV的x射线水平(红色的破折号)。(图片来源:tet al., Science)
 
“因为我们不是训练有素的x射线天文学家,所以我们引入了其他领域使用的统计方法,我们认为这些方法更严格、更可靠,”Rodd说。
 
这些方法来自伽马射线天文学和欧洲大型强子对撞机上使用的某些粒子物理学,对论文的作者很有吸引力。但是x射线天文学家对此持怀疑态度。
 
Abazajian告诉Live Science,使用如此狭窄的能量范围相当于“挑选”数据,可能导致不可信的结果。
 
他说,问题是,如果这条线存在,它在黑暗的背景下就不会看起来像一个亮点。相反,有很多背景x射线——从其他星系,从原子分散在天空,甚至有点来自宇宙射线导致x射线闪烁在望远镜本身——你必须深入了解和仔细减去之前的数据会出现一个明显的线。
 
特别是,他说,其他三个x射线源的研究人员研究了窄带:原子argon-18 sulfur-16的天空,然后另一个来源可能来自内部的望远镜称为kα钾。但他说,更大的问题是,通过研究如此狭窄的频率范围,研究人员只是不能很好地理解背景,从而适当地将其减去。
 
Rodd有相反的看法:占了太多的x射线光谱意味着包含了与3.5 keV线无关的特征,这可能会扭曲你关于银河系背景x射线辐射的模型。他认为,这使得很难将3.5 keV线从背景中分离出来。
 
一个计数器发现
 
在另一篇论文中,另一组研究人员——x射线天文学家专家——占了x射线光谱的更大范围,这篇论文尚未发表在同行评议的期刊上,但已于2019年2月作为预印本发布。他们使用更被广泛接受的技术,在银河系中寻找3.5 keV线。他们找到了。
 
“主要的抱怨,我听说(对新研究)是他们过分狭隘地[研究],因此它们实际上发生了什么捕捉一些[3.5 keV]信号本身,然后调用它们的背景,”蒂姆·泰特说,部门的主席物理学和天文学的加州大学欧文,他并没有参与研究。
 
泰特是一名粒子物理学家,擅长研究暗物质,但通常不研究x射线,他对这一分歧有点见外,对这篇论文的批评也不像阿巴扎吉安那样尖锐。
“他们的工作非常仔细,就他们的分析而言,我看不出有什么问题。但我真的希望看到更大范围的频率被绘制出来,看看数据到底发生了什么,”他说,
 
泰特补充说,令他感到惊讶的是,这份新论文没有直接与2019年2月的预印本接触,预印本得出了不同的结果。
 
尽管存在怀疑,Rodd说他有理由相信他的团队已经证明了3.5 keV线并不是无菌中微子暗物质——尽管他说这提出了一个问题:在被探测到的星系中,是什么产生了这条线。
 
部分潜在的问题是,从天空中空荡区域获得的x射线数据的质量并没有科学家希望的那么好。Rodd说,目前的x射线望远镜没有理想的能量分辨率来进行这类研究。日本一架可能解决了这个问题的卫星望远镜“仁美”(Hitomi)在2016年发射后不久就与地球失去了联系。至少在本世纪20年代末之前,没有公司计划向太空发射任何类似的仪器,因为那里的x射线天文学是最清晰的。
 
在那之前,这些研究人员将只能等待、疑惑和不同意——等待能够一劳永逸地解决争议的更高质量的数据。