close

INFN都靈分部研究員Mattia di Mauro最近進行的兩項理論研究,其中一項發表在《物理評論》上,證實瞭這一解釋與測得的過量物質是相容的,進一步證明瞭它不會被理論和觀測數據之間的潛在差異所推翻。

所獲得的結果是基於一項創新和精細的分析,將美國宇航局費米號上的主要儀器--費米大面積望遠鏡(LAT)在過去11年中獲得的數據與軌道上的帕梅拉探測器和國際空間站上的阿爾法磁譜儀實驗(AMS-02)記錄的其他天文異常的測量數據進行比較。帕梅拉和阿爾法磁譜儀是由國際合作管理的,法國國傢天文臺在其中發揮瞭決定性作用。

從2009年開始,費米測量顯示來自銀河系中心的能量等於或大於1 GeV(2000倍電子質量)的光子過剩,天體物理學界試圖用幾種方法解釋這些觀測結果,包括銀河系中心附近可能存在數千顆弱脈沖星,以及暗物質提供的潛在伽馬射線貢獻。這些分析具有很大的不確定性,因為它們參考的是所謂天體物理伽馬射線背景的模型,這些模型是由宇宙射線或已知源產生的,雖然能夠包含一定的變異性,但卻有很大的誤差。

為瞭更精確地描述伽馬射線過剩的特性,並評估它是否真的與暗物質兼容,新的研究依靠LAT去年收集的最廣泛的一組數據,並使用瞭一種分析技術,通過采用多種模型,將天體物理背景的不確定性降到最低。

所使用的分析方法已經提供瞭關於過剩伽馬輻射空間分佈非常相關的信息,這可以解釋是什麼產生瞭銀河系中心的過剩高能光子。例如,如果過剩的伽馬射線是由宇宙射線和原子之間的相互作用引起的,我們就會觀察到它在低能量處的空間分佈較大,而在高能量處由於宇宙粒子的傳播而擴散較少。而最新的研究則強調瞭過量的空間分佈如何不隨能量的變化而變化。這方面以前從未觀察到,可以用暗物質存在來解釋。因為研究人員認為組成暗物質光環的粒子應該具有相似的能量。分析清楚地表明,過量的伽馬射線集中在銀河系中心,如果暗物質實際上是一種新的粒子,那麼這正是我們期望在銀河系中心發現的。

第二項研究將發表在同一期刊上,利用一個更大的模型的預測來檢驗暗物質假說的有效性,該模型描述瞭宇宙中這種難以捉摸的成分的可能粒子相互作用。一個理論模型證明瞭暗物質粒子的存在如何沒有被天體物理背景中記錄的其他異常現象所否定。這些包括帕梅拉和AMS-02測量到的過量正電子,如果歸因於暗物質的過剩,以及沒有檢測到來自靠近我們的矮星系的高能光子,它們的恒星運動意味著高濃度暗物質的存在。

從這第二項研究中開發的物理模型出發,在考慮瞭暗物質粒子相互作用和湮滅的不同結果,即在產生高能光子之前的備選方案之後,研究人員驗證瞭這些可能性中哪一種最符合銀河系中心過剩的伽馬射線,同時還考慮瞭正電子的過剩和未從矮星系中探測到伽馬射線。這種比較使得能夠推導出暗物質的準確屬性,這些屬性與星系中心過剩和其他粒子數據發現的上限相一致。

Galactic-Center-Milky-Way.jpg

arrow
arrow
    全站熱搜
    創作者介紹
    創作者 Ken641228 的頭像
    Ken641228

    Ken641228的部落格

    Ken641228 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()