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暗物质之战,新研究:银河系内找不到惰性微中子衰变产生的 X 射线

2024-11-24 204


过去,我们曾在其他星系中观测到不明 X 射线,科学家将目标锁定在透过重力相互作用的“惰性微中子”这种暗物质,并且按照道理,银河系应该也要能侦测到这种不明 X 射线。然而一篇新研究很遗憾地指出:完全找不到。

尽管科学界共识已认定宇宙中存在暗物质,但依然缺少最关键环节,我们知道暗物质在哪里、量有多少,却不知道它的本质,其中一种猜想认为暗物质是由惰性微中子(sterile neutrino)构成,这种粒子不会参与除了重力以外的任何作用。

当惰性微中子衰变成其他物质时会产生特殊 X 射线讯号,只要找到,就更可以证明惰性微中子是难以捉摸的暗物质,而 2014 年时,科学家们利用 XMM-牛顿卫星在附近 73 个星系与星系团中发现了未知 X 射线,由于能量都落在约 3.5keV,且质量为 7keV的惰性微中子若弥漫在星系中,衰变后就会发出这种光(跟普通微中子),因此科学家将之称为 3.5keV 线,并期待是否又离发现暗物质的愿景更进一步。

假如特殊 X 射线真的是由暗物质产生,那么银河系外围充满了暗物质,我们应该能在自己的星系发现该讯号,然而现在,美国密歇根大学团队筛选 XMM-牛顿卫星 20 年来观测银河系最暗区域的数据,希望找到特殊 3.5keV 发射线,研究结果却是遗憾的“未找到”──没有实验证据表明暗物质的存在。

现在,科学家对于产生 3.5 keV 讯号的对象又没有定论了,且基本上排除由暗物质惰性微中子引起,鉴于这次研究包含大量数据,一些未参与研究的科学家表示同意这项结果。

当然也有科学家不认同这次的研究结果,他们认为对 XMM-牛顿卫星的观测背景进行建模有难度,如果连 eROSITA 望远镜或计划在 2022 年发射的 XRISM 望远镜,观测结果也都找不到这条特殊 3.5keV 发射线,他们才能说服自己真的不是暗物质作祟。

新论文发表在《科学》(Science)期刊。

  • The Fate of a Dark Matter Theory Hinges on These Unidentified X-Rays
  • Physicists brawl over new dark matter claim
  • Another twist in the dark matter story
  • Researchers look for dark matter close to home
  • Scientists use the Milky Way to hunt for dark matter

(首图来源:pixabay)

延伸阅读:

  • 重大物理实验,科学家可能发现假想基本粒子“惰性微中子”
  • 捕捉幽灵粒子,新一代微中子探测设备将在数年内启用
2020-04-01 18:06:00

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